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集成PWM控制器在不間斷電源系統(tǒng)中的應(yīng)用
摘要：隨著集成電路設(shè)計(jì)技術(shù)的發(fā)展，在片上系統(tǒng)（SoC）中，越來(lái)越多地使用各種功能IP核部件構(gòu)成系統(tǒng)。總線是這些部件連接的主要方式，目前有數(shù)家公司和組織研發(fā)了多種面向SoC設(shè)計(jì)的總線系統(tǒng)。本文介紹SoC中常用的三種片上總線AMBA、Wishbone和Avalon，分析和比較其特性，并針對(duì)其不同的特點(diǎn)闡述其使用范圍。關(guān)鍵詞：SoC 片上總線 AMBA Wishbone Avalon
引 言
??嵌入式系統(tǒng)是當(dāng)今計(jì)算機(jī)工業(yè)發(fā)展的一個(gè)熱點(diǎn)。隨著超大規(guī)模集成電路的迅速發(fā)展，半導(dǎo)體工業(yè)進(jìn)入深亞微米時(shí)代，器件特征尺寸越來(lái)越小，芯片規(guī)模越來(lái)越大，可以在單芯片上集成上百萬(wàn)到數(shù)億只晶體管。如此密集的集成度使我們現(xiàn)在能夠在一小塊芯片上把以前由CPU和若干I/O接口等數(shù)塊芯片實(shí)現(xiàn)的功能集成起來(lái)，由單片集成電路構(gòu)成功能強(qiáng)大的、完整的系統(tǒng)，這就是我們通常所說(shuō)的片上系統(tǒng)SoC（System on Chip）。由于功能完整，SoC逐漸成為嵌入式系統(tǒng)發(fā)展的主流。
??SoC相比板上系統(tǒng)，具有許多優(yōu)點(diǎn)：
??① 充分利用IP技術(shù)，減少產(chǎn)品設(shè)計(jì)復(fù)雜性和開(kāi)發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的時(shí)間；
??② 單芯片集成電路可以有效地降低系統(tǒng)功耗；
??③ 減少芯片對(duì)外引腳數(shù)，簡(jiǎn)化系統(tǒng)加工的復(fù)雜性；
??④ 減少外圍驅(qū)動(dòng)接口單元及電路板之間的信號(hào)傳遞，加快了數(shù)據(jù)傳輸和處理的速度；
??⑤ 內(nèi)嵌的線路可以減少甚至避免電路板信號(hào)傳送時(shí)所造成的系統(tǒng)信號(hào)串?dāng)_。
??SoC的設(shè)計(jì)過(guò)程中，最具特色的是IP復(fù)用技術(shù)。即選擇所需功能的IP（給出IP定義）核，集成到一個(gè)芯片中用。由于IP核的設(shè)計(jì)千差萬(wàn)別，IP核的連接就成為構(gòu)造SoC的關(guān)鍵。片上總線（On-Chip Bus，OCB）是實(shí)現(xiàn)SoC中IP核連接最常見(jiàn)的技術(shù)手段，它以總線方式實(shí)現(xiàn)IP核之間數(shù)據(jù)通信。與板上總線不同，片上總線不用驅(qū)動(dòng)底板上的信號(hào)和連接器，使用更簡(jiǎn)單，速度更快。一個(gè)片上總線規(guī)范一般需要定義各個(gè)模塊之間初始化、仲裁、請(qǐng)求傳輸、響應(yīng)、發(fā)送接收等過(guò)程中驅(qū)動(dòng)、時(shí)序、策略等關(guān)系。
??由于片上總線與板上總線應(yīng)用范圍不同，存在著較大的差異，其主要特點(diǎn)如下：
??① 片上總線要盡可能簡(jiǎn)單。首先結(jié)構(gòu)要簡(jiǎn)單，這樣可以占用較少的邏輯單元；其次時(shí)序要簡(jiǎn)單，以利于提高總線的速度；第三接口要簡(jiǎn)單，如此可減少與IP核連接的復(fù)雜度。
??② 片上總線有較大的靈活性。由于片上系統(tǒng)應(yīng)用廣泛，不同的應(yīng)用對(duì)總線的要求各異，因此片上總線具有較大的靈活性。其一，多數(shù)片上總線的數(shù)據(jù)和地址寬度都可變，如AMBA AHB支持32位~128位數(shù)據(jù)總線寬度；其二，部分片上總線的互連結(jié)構(gòu)可變，如Wishbone總線支持點(diǎn)到點(diǎn)、數(shù)據(jù)流、共享總線和交叉開(kāi)關(guān)四種互連方式；其三，部分片上總線的仲裁機(jī)制靈活可變，如Wishbone總線的仲裁機(jī)制可以完全由用戶定制。
??③ 片上總線要盡可能降低功耗。因此，在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，總線上各種信號(hào)盡量保持不變
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