[发明专利]一种RISCV处理器访问Flash存储器的桥接系统及其桥接方法

说明书

本发明提出一种RISCV处理器访问Flash存储器的桥接系统及其桥接方法，能够实现RISCV处理器对Flash存储器数据的高速读取。该桥接系统包括：RISCV处理器总线接口，该RISCV处理器采用自定义的ICB总线协议；Flash存储器总线接口，该Flash存储器采用SPI总线协议；ICB控制模块，用来对RISCV处理器发起的总线事务进行处理；SPI总线模块，用来对Flash存储器发起总线事务请求；ICB‑SPI交互模块，用来实现ICB控制模块和SPI控制模块的信号交互。异步电路的设计让RISCV处理器和Flash存储器都能够工作在各自的最高频率下，保证了整个系统的工作效率。与传统的桥接模块相比，本发明不需要异步FIFO完成跨时钟域信号处理，能够减少桥接模块的面积消耗。

技术领域

本发明涉及一种RISCV处理器访问Flash存储器的桥接系统及其桥接方法，涉及片上系统（SoC）数据传输领域。

背景技术

处理器上电后需要读取一段固定的初始化程序，称为BIOS（基本输入输出系统）程序，BIOS程序能够帮助处理器完成的上电自检和最基本的配置。BIOS程序通常固化在只读存储器（ROM）中，但是处理器内部通常采用高速并行总线，存储器通常采用低速串行总线，不同的总线协议间无法兼容，处理器无法直接与存储器相连完成对存储器数据的读取。因此需要在处理器内部加入桥接模块实现处理器总线协议和存储器总线协议的转换。

现有技术中RISCV处理器和Flash存储器之间无法互联，传统的桥接模块需要依靠异步FIFO完成跨时钟域信号处理，对桥接模块的面积消耗较大。

发明内容

发明目的：一个目的是提出一种RISCV处理器访问Flash存储器的桥接系统，以解决现有技术存在的上述问题。进一步目的是提出一种基于上述系统的桥接方法。

技术方案：一种RISCV处理器访问Flash存储器的桥接系统，包括RISCV处理器接口：桥接模块作为RISCV处理器的从设备与ICB总线相连；Flash存储器接口：桥接模块作为Flash存储器的主设备与SPI总线相连；ICB控制模块：用来处理RISCV处理器发起的读事务，按照ICB总线协议对RISCV处理器进行响应，并将读控制信息和读地址信息进行寄存；SPI控制模块：用来对Flash存储器发起读事务，按照SPI协议对Flash存储器返回的数据进行解析和保存；ICB-SPI交互模块：对ICB控制模块的控制信号和地址信号进行处理后发送给SPI控制模块，将SPI控制模块的控制信号和数据信号处理后发送给ICB控制模块。

在进一步的实施例中，桥接模块作为ICB总线的从设备，ICB控制模块在ICB状态机的控制下，解析ICB总线的读控制信号和地址信号，在接收到ICB-SPI交互模块发送的读数据有效信号后，将数据返回给RISCV处理器。

在进一步的实施例中，桥接模块作为SPI总线的主设备，SPI控制模块在SPI状态机的控制下，接收到ICB-SPI交互模块发送的启动信号后，向SPI发起读控制信号和地址信号并接收存储器返回的数据。

在进一步的实施例中，桥接模块采用异步电路设计，ICB控制模块工作在RISCV处理器的时钟域下（时钟频率高），SPI控制模块工作在Flash存储器的时钟域下（时钟频率低），保证RISCV处理器和Flash存储器分别工作在各自的最高工作频率下，能够保证整体SoC系统的运行效率。

在进一步的实施例中，对ICB启动信号和SPI结束信号进行异步信号的跨时钟域处理；地址信号仅在ICB启动信号有效时更新，地址信号在SPI时钟域采样时处于稳定状态；数据信号仅在SPI结束信号有效时更新，数据信号在ICB时钟域采样时处于稳定状态。