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题（中、英文）目基于AMBA总线的DMA模块的设计与验证ThedesignandverificationofDMAmodulebasedonAMBA作者姓名耿剑波蔡觉平教授集成电路工程提交论文日期二〇一三年一月阮园高工代号分类号学号密级10701TN4公开1086490630UDC编号学校指导教师姓名职称工程领域企业指导教师姓名职称论文类型应用基础技术西安电子科技大学硕士学位论文基于AMBA总线的DMA模块的设计与验证作者：耿剑波导师：蔡觉平教授学科：集成电路工程中国·西安2013年1月ThedesignandverificationofDMAmodulebasedonAMBAADissertationSubmittedtoXidianUniversityInCandidacyforDegreeofMasterinIntegratedCircuitEngineeringByGengJianboXi’an,P.R.ChinaJanuary2013西安电子科技大学学位论文独创性声明秉承学校严谨的学风和优良的科学道德，本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢中所罗列的内容以外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果；也不包含为获得西安电子科技大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。申请学位论文与资料若有不实之处，本人承担一切法律责任。本人签名：日期：西安电子科技大学关于论文使用授权的说明本人完全了解西安电子科技大学有关保留和使用学位论文的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属西安电子科技大学。学校有权保留送交论文的复印件，允许查阅和借阅论文；学校可以公布论文的全部或部分内容，可以允许采用影印、缩印或其它复制手段保存论文。同时本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律署名单位为西安电子科技大学。(保密的论文在解密后遵守此规定)本学位论文属于保密，在年解密后适用本授权书。本人签名：导师签名：日期：日期：摘要摘要随着集成电路设计水品以及工艺水平的不断发展和进步，21世纪的今天，集成电路产业已经到了一个空前的水平，IC(IntegratedCircuit)设计方法也不断发展，使得SOC(SystemOnChip)的设计方法被广泛地应用。在片上系统中，各种片上总线架构也飞速发展，其中，AMBA总线架构由于其兼容性以及低功耗性等优点在众多总线中脱颖而出。并且随着芯片对于数据处理的数量和速度的要求不断提高，DMA(DirectMemoryAccess)技术被广泛应用于SOC中。DMA的出现，节省了CPU的工作量，提高了系统效率。本论文在AMBA总线架构的基础之上，提出并设计了一款片上系统模块DMA，文中对SOC技术、DMA技术以及常用片上总线协议做了简要分析，并且着重分析了AMBA总线结构和传输原理，在此基础上，对DMA的设计方案、结构以及原理做了详细讨论，并从RTL代码以及逻辑电路的角度详细分析并设计了DMA子模块，最后对DMA模块做了前仿、FPGA(FieldProgrammableGateArray)硬件实现和FPGA原型验证，最终完成DMA的设计和验证工作。关键词：片上系统总线AMBADMAFPGA原型验证基于AMBA总线的DMA模块的设计与验证AbstractAbstractWiththecontinuousdevelopmentandprogressofIC(IntegratedCircuit)designaswellasICfabrication,ICindustryhasreachedanunprecedentedlevelnow.ThedevelopmentofICdesignmethodologyhasresultedinthewideapplicationofSOC(SystemOnChip)designmethodology.InSOC,avarietyofon-chipbusarchitecturedevelopfast.AMBAarchitecturecomestotheforeinthemanybusduetoitscompatibilityandlowpowerconsumption,etc.Inchip,withtheincreasingrequirementsforthespeedandamountofdataprocessing,DMA(DirectMemoryAccess)technologyiswidelyusedinSOC.DMAcansaveCPUperiodandimprovetheefficiencyofthesystem.ADMAmodulewhichisbasedonAMBAisdesignedinthispaper.Firstofall,thispaperintroducesSOCtechnique,DMAtechniqueandcommonon-chipbusprinciple;Secondly,thispaperfocusesontheanalysisoftheAMBAbusstructureandprinciple;Basedonthese,thispaperdoesadetailedanalysisanddiscussionwiththeDMAdesignscheme,structureandprinciple;AnddesignseachsubmoduleofDMAbasedonRTLcodeandcircuit;Inaddition,thispaperalsohasaDMApre-simulation,FPGA(FieldProgrammableGateArray)hardwarerealizationandFPGAprototypeverification.Finally,thedesignandverificationofDMAisfinished.Keyword:SOCBUSAMBADMAFPGAPrototypeVerification基于AMBA总线的DMA的模块的设计与验证目录目录第一章绪论................................................................................................................11.1论文选题背景与研究现状.............................................................................11.2SOC技术简介.................................................................................................21.2.1SOC系统特点.......................................................................................21.2.2SOC系统基本结构................................................................................21.2.3我国SOC技术面临的机遇与挑战........................................................31.3DMA技术简介...............................................................................................31.3.1DMA基本概念......................................................................................31.3.2DMA工作原理......................................................................................41.4课题来源及研究意义.....................................................................................41.5论文主要工作及组织结构.............................................................................5第二章常用片上系统总线标准.................................................................................72.1WISHBONE总线标准....................................................................................72.2CoreConect总线标准......................................................................................82.3AVALON总线标准.........................................................................................82.4AMBA总线标准.............................................................................................82.4.1AMBA总线信号...................................................................................92.4.2AHB总线架构.....................................................................................102.4.3APB总线架构......................................................................................142.5本章小结......................................................................................................16第三章DMAIP核的总体设计方案及结构功能......................................................173.1DMA模块的功能结构..................................................................................173.1.1DMA模块的功能特点........................................................................183.1.2DMA模块结构....................................................................................193.2DMA传输特点....................