[发明专利]Crossbar总线与AHB总线的数据转换桥设备

说明书

技术领域

本发明涉及一种数据转换桥设备，尤其涉及一种Crossbar总线与AHB总线的数据转换桥设备。

背景技术

AHB(Advanced High-performance Bus)总线规范是AMBA总线规范的一部分。AMBA总线规范是ARM公司提出的总线规范。由于AMBA的规范是对外开放的，利用许可条款设计者可以免费的开发自己的AMBA接口，使得AMBA片上总线技术得到广泛的应用。

AHB总线规范用来作为SoC设计的内部高速总线，挂载高速设备。AHB总线系统由主设备、从设备和基础设备构成。基础设备由仲裁器、数据多路选择器、地址控制多路选择器和译码器构成。由需要占用总线的主设备向仲裁器提出占用总线请求，仲裁器授权给指定的主设备。任一时间周期只有一个主设备可以接入总线，对其指定的从设备进行读写操作。总线统一规划从设备的地址，译码器根据地址选择哪个从设备与主设备进行数据通信。授权访问机制通过多路选择器实现：仲裁器将获得授权的主设备序号传输给地址和写数据多路，以选择哪个主设备接入总线；地址译码器根据主设备需要访问的地址选择主设备，并为写数据多路提供控制信号以选通相应的从设备。

主设备必须获得授权接入总线，才可以进行AHB传输。这一过程开始于总线向仲裁器发出请求信号，然后仲裁器决定哪个主设备可以获得授权接入总线。

获得授权的总线开始AHB传输，首先发出地址和控制信号。这些信号提供地址信息、传输方向和带宽以及burst类型。根据地址和控制信号确定主设备与哪个从设备链接，进行数据传输，数据传输通过数据总线完成。为避免出现三态总线，AHB将读写总线分开，写数据总线用于从主设备到从设备的数据传输，读数据总线用于从从设备到主设备的数据传输。每比传输包括一个地址和控制周期，一个或多个数据周期。地址控制周期不能被扩展，因此从设备必须在一个周期采样地址信号。数据周期可以通过HREADY信号扩展。但HREADY为低时给传输加入一个等待状态以使从设备从设备获得额外的时间来提供或采样数据。另外从设备通过响应信号HRESP反映传输状态。

一般情况下主设备完成的完整的burst传输，仲裁器才会授权给其他的主设备接入总线。然而为避免过大的判决延迟，仲裁器也可能打断burst传输。在这种情况下主设备必须请求再次接入总线以进行中断的burst的剩余部分的传输。

Crossbar（即CrossPoint）被称为交叉开关矩阵或纵横式交换矩阵，它是业界公认的用于构建大容量系统的首选交换网络结构。总线交换、环形交换和共享内存交换结构都是某种程度上的共享带宽，而Crossbar结构的交换网完全突破了这种限制，在交换网络内部没有带宽的瓶颈，不会因为带宽资源不够而产生阻塞。Crossbar结构的交换网采用了一种矩阵结构实现了无阻塞交换。Crossbar交换网络在数据平面没有任何瓶颈。这正是因为Crossbar引入了交换矩阵这种新的交换方式，摒弃了共享带宽的交换方式，在数据交换方式上是一种革命性的变化。Crossbar交换网的扩展能力非常强，交换容量可以做的很大，基本不受硬件条件限制，目前单颗芯片交换容量在256G－700G之间，多颗芯片可以构建T级乃至几T容量的大型交换网络，足以满足当前和未来几年网络对交换容量的需求，并且随着硬件集成技术的进步，单颗Crossbar芯片支持的容量会更大。

每一条输入线路与每个输出线路都有一个交叉点。在交叉点处由一个半导体开关连接输入线路与输出线路。当来自某个接口的输入线路需要交换到另一个接口的输出点时，在CPU或交换矩阵控制器的控制下，将交叉点的开关连接，数据就发送到另一个接口。

发明内容

本发明的目的就是为了解决现有技术中存在的上述问题，提供一种Crossbar总线与AHB总线的数据转换桥设备。

本发明的目的通过以下技术方案来实现：

Crossbar总线与AHB总线的数据转换桥设备，包括有设备本体，其中：所述的设备本体内设置有Crossbar总线，在Crossbar总线上连接有相互数据通讯的功能控制装置、读数据FIFO装置、写数据FIFO装置、地址FIFO装置、控制FIFO装置、地址产生装置，至少3个N位的数据选择器MUX101、数据选择器MUX102和数据选择器MUX103，二输入或门；设AHB总线数据位宽为L，Crossbar的位宽为M，L小于等于M，并定义P=M/L。