应用于SoC设计中IP核的接口技术

　　OCP简介

　　基于IP核复用技术的SoC 设计使芯片的设计从以硬件为中心转向以软件为中心，芯片设计不再是门级的设计，而是IP核和接口及其复用设计。IP核集成到系统所要考虑的问题包括：同步，例如全局执行、数据交换和协议方面的同步操作；协议转换，不同模块间不兼容的协议的转换，封装可用来解决这个问题，但需要考虑时序约束；I/O缓存，为满足系统行为和时序约束可能需要缓存数据。另外，出于对核设计的保护会故意隐藏一些信息，而这些信息在集成时可能需要。为解决这些问题需要一个好的接口标准，一些大公司现在已有自己的IP核接口标准，比如Altera的Avalon，Atlantic、IBM的CoreConnect、ARM的AMBA等。因为核的多样性，使用完全相同的接口是不现实的，OCP将软件中的分层概念应用到IP核接口，提供一种具有通用结构定义、可扩展的接口协议，方便了IP核与系统的集成。

　　OCP协议使IP核与系统的接口与IP核的功能无关，设计人员不需要了解核内部也能利用它进行系统设计。OCP接口允许设计者根据不同的目的配置接口，包括接口的数据宽度、交换的握手协议等，在SoC设计中可以裁剪核的功能，降低设计复杂性，减小面积，同时满足SoC的要求；OCP接口还保持核在集成到系统的过程中自身完全不被改变，就是说在总线宽度、总线频率或电气负载有变化时核保持不变。使用OCP接口的设计可以交付即插即用的模块，同时支持核的开发与系统设计并行，节省设计时间。

　　OCP接口运行机制

　　OCP定义两个通信实体间点到点的接口。其中一个实体作为通信的主体(Master)，另一个作为从体(Slave)。只有Master可以发命令，Slave响应Master的命令，接收或发送数据。封装接口模块必须担当每个连接实体的对应端，当连接实体是Master时，封装接口模块就作为对应的Slave；当连接实体是Slave时，封装接口模块作Master。

　　OCP的工作原理如图1所示。图中有三个IP核，其中左边标有Initiator的IP核是通信的发起方，作Master；右边标有Target的是通信的目标方，作Slave；中间的既可作Master又可作Slave；下面的框图代表封装接口模块；从Master出来并进入Slave的箭头表示请求命令，从Slave出来并进入Master的箭头表示响应；加黑的线段代表片上互连总线。两个IP核通过接口通信的过程是：作为Master的 IP核发出请求命令给对应的Slave端(总线封装接口模块)；封装接口模块通过片上总线将请求命令(OCP并不指定片上互连总线的工作机制，而是把OCP命令转换成总线上的传送)传送给接收方的总线封装模块；接收方的总线封装模块再作为Master把这种内部总线传输转换成合法的OCP命令传送给目标IP核；其作为Slave方接收命令并执行所要求的操作。

　　每一个OCP接口都是可根据连接实体的要求进行配置的(通过选择需要的信号或某一信号的位宽)，也是互相独立的，例如系统中通信发起者总是会需要比目标方更多的地址位数用来选择发起者所要求的目标。