應用于SoC設計中IP核的接口技術

　　OCP簡介

　　基于IP核復用技術的SoC 設計使芯片的設計從以硬件為中心轉向以軟件為中心，芯片設計不再是門級的設計，而是IP核和接口及其復用設計。IP核集成到系統所要考慮的問題包括：同步，例如全局執行、數據交換和協議方面的同步操作；協議轉換，不同模塊間不兼容的協議的轉換，封裝可用來解決這個問題，但需要考慮時序約束；I/O緩存，為滿足系統行為和時序約束可能需要緩存數據。另外，出于對核設計的保護會故意隱藏一些信息，而這些信息在集成時可能需要。為解決這些問題需要一個好的接口標準，一些大公司現在已有自己的IP核接口標準，比如Altera的Avalon，Atlantic、IBM的CoreConnect、ARM的AMBA等。因為核的多樣性，使用完全相同的接口是不現實的，OCP將軟件中的分層概念應用到IP核接口，提供一種具有通用結構定義、可擴展的接口協議，方便了IP核與系統的集成。

　　OCP協議使IP核與系統的接口與IP核的功能無關，設計人員不需要了解核內部也能利用它進行系統設計。OCP接口允許設計者根據不同的目的配置接口，包括接口的數據寬度、交換的握手協議等，在SoC設計中可以裁剪核的功能，降低設計復雜性，減小面積，同時滿足SoC的要求；OCP接口還保持核在集成到系統的過程中自身完全不被改變，就是說在總線寬度、總線頻率或電氣負載有變化時核保持不變。使用OCP接口的設計可以交付即插即用的模塊，同時支持核的開發與系統設計并行，節省設計時間。

　　OCP接口運行機制

　　OCP定義兩個通信實體間點到點的接口。其中一個實體作為通信的主體(Master)，另一個作為從體(Slave)。只有Master可以發命令，Slave響應Master的命令，接收或發送數據。封裝接口模塊必須擔當每個連接實體的對應端，當連接實體是Master時，封裝接口模塊就作為對應的Slave；當連接實體是Slave時，封裝接口模塊作Master。

　　OCP的工作原理如圖1所示。圖中有三個IP核，其中左邊標有Initiator的IP核是通信的發起方，作Master；右邊標有Target的是通信的目標方，作Slave；中間的既可作Master又可作Slave；下面的框圖代表封裝接口模塊；從Master出來并進入Slave的箭頭表示請求命令，從Slave出來并進入Master的箭頭表示響應；加黑的線段代表片上互連總線。兩個IP核通過接口通信的過程是：作為Master的 IP核發出請求命令給對應的Slave端(總線封裝接口模塊)；封裝接口模塊通過片上總線將請求命令(OCP并不指定片上互連總線的工作機制，而是把OCP命令轉換成總線上的傳送)傳送給接收方的總線封裝模塊；接收方的總線封裝模塊再作為Master把這種內部總線傳輸轉換成合法的OCP命令傳送給目標IP核；其作為Slave方接收命令并執行所要求的操作。

　　每一個OCP接口都是可根據連接實體的要求進行配置的(通過選擇需要的信號或某一信號的位寬)，也是互相獨立的，例如系統中通信發起者總是會需要比目標方更多的地址位數用來選擇發起者所要求的目標。