ICB总线系统及协议技术方案

本发明专利技术公开了一种ICB总线系统及协议，系统包括：主接口和从接口，主接口与从接口之间设置有命令通道和返回通道；主接口，用于发送读写请求信号、接收读写接受信号、接收读写反馈请求信号、发送读写反馈接受信号、接收读反馈的数据；从接口，用于接收读写请求信号、发送读写接受信号、发送读写反馈请求信号、接收读写反馈接受信号、发送读反馈的数据；命令通道，用于传输读写请求信号、读写接受信号；返回通道，用于传输读写反馈请求信号、读写反馈接受信号，通过两个独立的通道完成主设备和从设备之间的读写操作，通过ICB协议实现两次握手使主从设备建立连接，达到使ICB总线兼具高速性和易用性的目的。

【技术实现步骤摘要】
ICB总线系统及协议
本专利技术涉及处理器总线
，具体涉及一种ICB总线系统及协议。
技术介绍
目前常见几种常见的片上总线介绍如下：AXI(AdvancedeXtensibleInterface)是一种总线协议，是ARM公司提出的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)3.0协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。AXI是目前应用最为广泛的片上总线，是处理器核以及高性能SoC片上总线的事实标准。AHB(AdvancedHighPerformanceBus)是ARM公司提出的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)2.0协议中重要的部分，它总共有3个通道，具有的特性包括，单个时钟边沿操作、非三态的实现方式、支持突发传输、支持分段传输以及支持多个主控制器等。AHB总线是ARM公司推出AXI总线之前主要推广的总线，虽然目前高性能的SoC中主要使用AXI总线，但是AHB总线在很多低功耗SoC中仍然大量使用。APB(AdvancedPeripheralPerformanceBus)是ARM公司提出的AMBA(AdvancedMicrocontrollerBusArchitecture)协议中重要的部分。APB主要用于低带宽周边外设之间的连接，例如UART等。它的总线架构不像AXI和AHB那样支持多个主模块，在APB总线协议中里面唯一的主模块就是APB桥。其特性包括两个时钟周期传输、无需等待周期和回应信号、控制逻辑简单、只有4个控制信号。由于ARM公司长时间的推广APB总线协议，使之几乎成为了低速设备总线的事实标准，目前很多片上低速设备和IP均使用APB接口。TileLink总线是伯克利大学定义的一种高速片上总线协议，它诞生的初衷主要是为了定义一种标准的支持缓存一致性(CacheCoherence)的协议。并且它力图将不同的缓存一致性协议和总线的设计实现相分离，使得任何的缓存一致性协议均可遵循TileLink协议予以实现。以上介绍了各种总线的优点，但各总线也有其缺点，总结如下。(1).AXI总线是目前应用最为广泛的高性能总线，但是主要应用于高性能的片上总线。AXI总线有5个通道，分离的读和写通道能够提供很高的吞吐率，但是也需要主设备(Master)自行维护读和写的顺序，控制相对复杂，且经常在SoC中集成不当造成各种死锁。同时5个通道硬件开销过大，另外在大多数的极低功耗处理器SoC中都没有使用AXI总线。(2).AHB总线是目前应用最为广泛的高性能低功耗总线，ARM的Cortex-M系列大多数处理器核均采用AHB总线。但是AHB总线有若干非常明显的局限性，首先其无法像AXI总线那样容易地添加流水线级数，其次AHB总线无法支持多个滞外交易(MultipleOutstandingTransaction)，再次其握手协议非常奇特，不易于硬件实现，跨时钟域或者整数倍时钟域更加困难。(3).APB总线是一种低速设备总线，吞吐率比较低，不适合作为主总线使用。(4).TileLink总线主要在伯克利大学的项目中使用，其应用并不广泛，并且TileLink总线协议比较复杂，因此TileLink总线对于低功耗处理器核不是特别适合。
技术实现思路
为解决上述技术问题，本专利技术提出了一种ICB总线系统及协议，以达到兼具高速性和易用性，能够用于处理器核的内部总线、SoC芯片片上主总线以及芯片上低速设备总线的目的。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种ICB总线系统，所述系统包括：主接口和从接口，所述主接口与从接口之间设置有命令通道和返回通道；所述主接口，用于发送读写请求信号、接收读写接受信号、接收读写反馈请求信号、发送读写反馈接受信号、接收读反馈的数据、发送读写地址和写操作的数据；所述从接口，用于接收读写请求信号、发送读写接受信号、发送读写反馈请求信号、接收读写反馈接受信号、发送读反馈的数据、接收读写地址和写操作的数据；所述命令通道，用于传输读写请求信号、读写接受信号、读写地址和写操作的数据；所述返回通道，用于传输读写反馈请求信号、读写反馈接受信号和读反馈的数据。进一步地，所述命令通道，还用于传输读操作或写操作的命令提示和写操作的字节掩码。进一步地，所述返回通道，还用于传输读或写反馈的错误标志。进一步地，所述主接口与从接口的数目关系包括：一主一从、一主多从、多主一从和多主多从四种拓扑关系。一种ICB总线协议，所述协议步骤如下：主设备通过命令通道向从设备发送读写请求信号；从设备接收到读写请求信号后通过命令通道向主设备返回读写接受信号；从设备通过返回通道向主设备发送读写反馈请求信号；主设备接收到读写反馈请求信号后通过返回通道向从设备返回读写反馈接受信号；从设备成功接受读写反馈接受信号后，主设备与从设备之间进行写操作或读操作。进一步地，所述主设备与从设备之间进行写操作是：主设备通过写地址、写操作指示和写操作字节掩码向从设备发送写操作的数据，所述写操作的数据通过命令通道进行传输。进一步地，所述主设备与从设备之间进行读操作是：从设备通过读地址、读操作指示向主设备发送读反馈的数据，所诉和读反馈的数据通过返回通道进行传输。本专利技术具有如下优点：(1).本专利技术通过命令通道和返回通道两个独立的通道完成主设备和从设备之间的读写操作，控制简单、易用性强。(2).本专利技术采用地址区间寻址，支持任意的主从数目，应用性强。(3).本专利技术协议简单，易于桥接转换成其他总线类型，譬如AXI、AHB、APB或者TileLink等总线。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。图1为本专利技术实施例公开的ICB总线通道结构示意图；图2为本专利技术实施例公开的写操作同一周期返回结果示意图；图3为本专利技术实施例公开的读操作下一周期返回结果示意图；图4为本专利技术实施例公开的写操作下一周期返回结果示意图；图5为本专利技术实施例公开的读操作4个周期返回结果示意图；图6为本专利技术实施例公开的写操作4个周期返回结果示意图；图7为本专利技术实施例公开的连续4个读操作均4个周期返回结果示意图；图8为本专利技术实施例公开的连续4个写操作均4个周期返回结果示意图；图9为本专利技术实施例公开的读写操作混合发生示意图；图10为本专利技术实施例公开的1个ICB分发成3个ICB示意图；图11为本专利技术实施例公开的3个ICB汇合成1个ICB示意图；图12为本专利技术实施例公开的简单的多主多从结构示意图；图13为本专利技术实施例公开的交叉开关(Crossbar)的多主多从结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。本专利技术提供了一种ICB总线系统及协议，其工作原理是通过命令通道和返回通道两个独立的通道完成主设备和从设备之间的读写操作，通过ICB协议实现两次握手使主从设备建立连接，以达到兼具高速性和易用性，能够用于处理器核的内部总线、SoC芯片片上主总线以及芯片上低速设备总线的目的。下面结合实施例和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。如图1所示，一种ICB总线系统，所述系统包括：主接口和从接本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种ICB总线系统，其特征在于，所述系统包括：主接口和从接口，所述主接口与从接口之间设置有命令通道和返回通道；所述主接口，用于发送读写请求信号、接收读写接受信号、接收读写反馈请求信号、发送读写反馈接受信号、接收读反馈的数据、发送读写地址和写操作的数据；所述从接口，用于接收读写请求信号、发送读写接受信号、发送读写反馈请求信号、接收读写反馈接受信号、发送读反馈的数据、接收读写地址和写操作的数据；所述命令通道，用于传输读写请求信号、读写接受信号、读写地址和写操作的数据；所述返回通道，用于传输读写反馈请求信号、读写反馈接受信号和读反馈的数据。

【技术特征摘要】
1.一种ICB总线系统，其特征在于，所述系统包括：主接口和从接口，所述主接口与从接口之间设置有命令通道和返回通道；所述主接口，用于发送读写请求信号、接收读写接受信号、接收读写反馈请求信号、发送读写反馈接受信号、接收读反馈的数据、发送读写地址和写操作的数据；所述从接口，用于接收读写请求信号、发送读写接受信号、发送读写反馈请求信号、接收读写反馈接受信号、发送读反馈的数据、接收读写地址和写操作的数据；所述命令通道，用于传输读写请求信号、读写接受信号、读写地址和写操作的数据；所述返回通道，用于传输读写反馈请求信号、读写反馈接受信号和读反馈的数据。2.根据权利要求1所述的ICB总线系统，其特征在于，所述命令通道，还用于传输读操作或写操作的命令提示和写操作的字节掩码。3.根据权利要求2所述的ICB总线系统，其特征在于，所述返回通道，还用于传输读或写反馈的错误标志。4.根据权利要求3所述的ICB总线系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡振波，
申请(专利权)人：胡振波，
类型：发明
国别省市：上海,31