گزارش و پاورپوینت سمینار درس مدار واسط - طراحی باس درون تراشه ای با عملکرد بالا (MSBUS)

طراحی باس درون تراشه ای با عملکرد بالا (MSBUS)

مقدمه

هدف طراحی یک باس با پیچیدگی کمتر و کارایی بالا برای سیستم های درون تراشه‎ای است. چرا که باس‎های موجود دارای عملکرد بسیار بالایی هستند اما از لحاظ مصرف منابع بهینه نمی‎باشند. و سطح بالایی از تراشه را اشغال می‎کنند بنابراین باید طراحی بصورتی انجام شود تا اعتدال بین پهنای باند مورد نیاز منابع در دسترس و میزان پیچیدگی واسط برقرار گردد.

امروزه کاهش انرژی مصرفی در باس‎های درون تراشه  و کاهش پیچیدگی  آنها از اهمیت بالایی برخوردار است. در صنعت پروتکل مورد استفاده برای باس‎ها اکثرا از نوع معماری باس‎های میکروکنترلی پیشرفته (AHB) و رابط eXensible پیشرفته (AXI) از ARM Holdings و  Wishbone از شرکت Silicore و open core protocol (OCP) از شرکت  OCP international partnership  و CoreConnect از شرکت IBM و STBus از STMicroelectronics هستند. تمام این باس‎ها اطلاعات را بصورت خطی انتقال می‎دهند، اما در برخی  از کاربردهای خاص مانند پردازش تصویر، بینایی کامپیوتر، و ارتباطات بیسیم، پردازش داده‎ها که معمولا بارگذاری و ذخیره بلوک‎های داده بر اساس ارتباط میان اطلاعات مجاور، اتصال، نواحی، و مرزها، انجام می‎گیرد. در این موارد انتقال ماتریسی و یا بلوکی اطلاعات به انتقال اطلاعات بصورت پشت سر هم خطی ترجیح داده می‎شود . علاوه بر این، برای برخی از ساختار‎های پیشرفته باس از قبیل multibus   و multilayer architectures ، در صورتی که اکثر ارتباطات در یک سطح باس و یا یک لایه از باس انجام شود، پهنای باند می‎تواند بهبود یابد. با این وجود، تعداد زیادی از سیم‎ها و منطق‎های داخلی مانند مالتی پلکسرها برای تبدیل لایه‎های مختلف داده‎ها، و بافر و یا first-in–first-outs (FIFOs)‎ها برای کنترل جریان اطلاعات لازم می‎باشند، که از نظر فضای اشغالی  و مصرف انرژی پر هزینه هستند. برای غلبه بر محدودیت فوق، نوعی باس کم هزینه با مصرف انرژی پایین به نام master–slave bus (MSBUS) ارائه می‎شود.که باعث ایجاد تعادل میان عملکرد و هزینه می‎شود و ویژگی‎های مورد نیاز برای مصرف توان کمتر و راندمان بالا را فراهم می‎کند.علاوه براین ویژگی‎های عملکردی باس از قبیل پهنای باند معتبر داده(VDB) و بازده انرژی پویا (DEE) از جمله اهداف هستند، همچنین معیارهای متداولی مانند مدت زمان انتقال (TC) ، بازده سیم (WE) ،  توان دینامیک (DP)، و مصرف انرژی (DE) ، به عنوان مدل تحلیلی در این بحث آورده شده است. که برای تجزیه و تحلیل عملکرد باس و مقایسه نتایج تجربی پس از پیاده سازی سخت افزاری استفاده می‎شود.