片上系統的總線結構發展現狀及前景

　　從圖2可以看到，AMBA也設計了3種總線結構和1個總線之間的橋。不同的是，AHB/ASB總線是并列的關系。AHB/ASB總線都是系統總線，都可以實現與高性能設備的高速連接。ASB總線是ARM的第一代系統總線，但是ARM還是建議在新的設計中使用AHB總線。這不僅因為AHB可以實現更高性能的連接，而且由于AHB在使用ASIC開發的自動設計工具中整合起來更容易。APB橋的功能只是減少低性能總線對高性能總線造成的延遲。

1.3 Silicore的Wishbone綜述

　　圖3是Wishbone的邏輯總線結構圖。

圖3 Wishbone邏輯總線結構圖

　　圖3中Wishbone的邏輯結構是這三種總線結構中最簡單的一種，而且它只定義了一種總線結構——高速總線。如果一個系統既需要高速，也需要低速外部設備總線，則可以提供兩個不同的Wishbone接口。這樣要比設計兩個不同的總線接口簡單。Wishbone的用戶必須根據具體情況對協議標準進行擴展和詳細設計，定義數據順序和標簽的意義。其它的特性和函數同樣也可以由用戶自行添加。從這個意義上說，Wishbone更像是給出了一個框架，等待用戶提出具體的實現方法和規范。

2 分析和對比

　　所有這三種總線都采用完全同步的方式，以時鐘信號為參考，在時鐘信號上升沿進行數據驅動或采樣。此外，它們在總線操作方式上也基本相同。三種總線最顯著的不同之處在于它們具體的性能參數、提供協議的完整性以及對協議應用的嚴格性。

　　表1主要對CoreConnect的PLB總線和AMBA的ASP總線結構作一對比，以便更清楚地看到這兩個系統的性能差別。

表1

　　還有一個很重要的問題是如何使用。雖然三種總線都聲明是免費使用的，但是IBM的CoreConnect和ARM的AMBA都要求用戶注冊，使用中要標明原公司出處。更重要的是，對IBM和ARM來說總線是免費的，但是連接這些總線的IP不是免費的。當然可以自己設計符合以上兩種總線標準的IP，并免費提供給別人使用，但是IBM和ARM可沒有這樣做。相反，開放知識產權模塊組織（OpenCoreS.ORG）將Wishbone作為自己開發SoC系統采用的總線結構。這在其網站上可以看到。

3 結論

　　從這三種結構上我們可以看到，它們的設計程度是重、中、輕三個等級。IBM的CoreConnect是重度設計，適合復雜和高端的應用，需要遵守嚴格的操作協議；AMR的AMBA是中度設計，適合較復雜的應用，需要遵守較簡單的操作協議；而Wishbone是輕度設計，適合較簡單、靈活、增加自己定義部分的應用，使用是完全免費的。

　　IBM的先天優勢使得CoreConnect能在業界長期存在，即便它不被廣泛接受。由于ARM的大力推廣和AMBA自身的技術特性，這種總線協議會在大多數應用領域被更多的設計者采用；而由于OpenCoreS組織的大力支持，Wishbone總線也將在比較長的時間內，在自由設計者和中小型EDA企業中占據主導地位。