Разработка интерфейса между системным коммутатором и

Разработка интерфейса между
системным коммутатором и
контроллером памяти с использованием
протокола AXI
Выпускная квалификационная работа
на соискание степени бакалавра
студента 713 группы Кожина Е.С.
Научный руководитель: Костенко В.О.
Реализация в Эльбрус-S и
СБИС МП
• Два канала оперативной памяти
• Интерфейс собственной разработки
• Общий буфер данных по записи,
реализованный на массиве регистров
• Минусы
– Сложность интерфейса для модификаций
– Проблема масштабируемости
– Большая занимаемая площадь
Новый микропроцессор
ОКР «Кубик-2»
• Четыре канала оперативной памяти
DDR3 SDRAM
• Частота 800-1000 МГц
• Технология 40 нм
Постановка задачи
• Разработка интерфейсных модулей для 4-х
канального контроллера оперативной памяти
DDR3 SDRAM
• Реализация нового буфера данных по записи
• Автономное тестирование
Особенности интерфейса AXI
•
•
•
•
•
Открытый стандарт
Отсутствие комбинационных петель
Регистры на выходах master и slave
Разделение каналов
Возможность обработки запросов вне
порядка очереди
Структурная схема системы
MC_top – 4-х канальный
контроллер памяти
MC – ядро канала
контроллера памяти
mc_int – интерфейсный
модуль
Интерфейс с системой
Структура write_buffer
Операция
«Чтение-Модификация-Запись»
Запись целой кэш-строки
• Строки write_buffer шириной в половину кэшстроки
• При записи целой кэш-строки — выделение
двух строк одновременно
• Освобождение строк по id
Результаты синтеза
• Синтез на технологии 40 нм
Количество строк
write_buffer
Площадь при реализации на
регистрах
мм2 (процент от площади
всего контроллера)
Площадь при реализации на
блочной памяти
мм2 (процент от площади
всего контроллера)
16
0.044 (26.6%)
0.027 (19.4%)
32
0.089 (41.6%)
0.040 (25.8%)
Результаты
• Разработаны интерфейсные модули контроллера
оперативной памяти с коммутатором запросов и буфер
данных записи
• Проведено автономное тестирование
• Выполнен синтез устройства в составе контроллера
памяти
• Характеристики:
– Работа на частоте 800-1000 МГц
– Масштабируемость
– Меньшее количество используемых ресурсов по
сравнению с предыдущими проектами
Спасибо за внимание