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随着半导体行业技术的持续发展,芯片级的系统(SOC)已经被运用于越来越多的行业领域之中。存储器作为SOC中存储数据信息的关键部分,更是扮演者不可或缺的重要角色。存储器的类型繁多,功能特点和时序要求都不尽相同。根据SOC不同的功能要求,SOC中一般需要集成若干种类的存储器,相应地,也就需要为各个存储器集成相应的存储控制器。本论文首先介绍了各类存储器的性能特点及它们的时序要求,并介绍了模块控制芯片级系统MC-SOC(Mode Changeable System on Chip)架构及其特点,再依据该系统的设计需求及存储器的不同特点,设计了相应的存储控制器,并介绍了各个控制功能仿真和FPGA(Field Programmable Gate Array)软硬件协同仿真实现细节。本论文根据模块MC-SOC的设计需要,分别为系统中的ROM(Read Only Memory)、SRAM(Static Random Access Memory)及Flash存储器设计了对应的读写控制器。其中,Flash控制器分为嵌入式NOR-Flash控制器和片外NOR-Flash控制器。对于嵌入式NOR-Flash控制器,其特点在于控制时序只需要满足NORFlash对应的时序要求,并且可以根据不同时钟频率配置对应的时序参数,支持包括8位、16位及32位的位宽在内的数据读写操作,面积小且配置简单。而片外Flash的读写控制器SMC(Static Memory Controller)则可以使MC-SOC支持挂载不同种类的静态存储器设备,包括ROM、SRAM、EPROM(Erasable Programmable Read Only Memory)及NOR-Flash,其特点是可支持6个存储块,每个存储块128KB-64MB的存储空间,其中每3个存储块共同构成一个连续的可配置通道,并支持8位及16位宽的外部存储数据路径,包含可编程的WAIT状态,用于读取、页读取、写访问以及总线周转,并支持4、8、16及32个字大小的页读取及双通道的可配置内存映射。本论文设计所有存储控制器在ASIC(Application Specific Integrated Circuit)设计流程的各阶段均进行了VCS的功能仿真测试,同时,在专为MC-SOC制作的FPGA开发板上也进行了FPGA软硬件协同仿真验证。仿真结果表明,各个存储控制器均满足MC-SOC的设计要求。并且,各个存储控制器的接口是基于AHB(Advanced High-performance Bus)总线协议而设计的,可以方便的复用在基于AHB总线协议的不同SOC项目中,显著的减少系统设计的时间成本。