接口适配器的输出信号；SCAN_CLK信号由适配器提 供，在备份和恢复工作状态下提供RET_DATA_I/RET_DATA_0_传输的驱动时钟。对于只采用 软件备份的情况，不需要连接SCAN_CLK;在扫描链备份方式下，SCAN_CLK连接IP的扫描驱 动时钟；在直接备份方式下，SCAN_CLK直接连接从设备的CLK，即SCAN_CLK与CLK合并为一 个信号。
[0041] 外侧信号中：接口适配器通过SCP、SCK这对握手信号控制在不同工作模式下接口 适配器输入输出信号的不同工作状态。具体地，如下所示：
[0042] SCP，该端口为接口适配器输入输出控制信号，当SCP=0X时，即当SCP最高位为0 时保持原状态，当SCP=10时，表示裁剪过程向前推进一个状态，当SCP=11时则表示退回一 个状态(或接入过程推进一个状态)。
[0043] SCK，该端口为SCP应答信号，根据操作结果向控制器反馈执行结果，上升沿表示 操作完成，SCP=1X时，SCK复位(下降)。
[0044] 下面具体介绍本实施例提供的接口适配器，其至少包括隔离单元和状态机单元， 其中：
[0045] 状态机单元，根据主控制器信号和本接口适配器内其他各单元的信号执行整个 裁剪过程中备份及恢复状态之间的跳转操作，并在裁剪的不同阶段控制所述隔离单元将 wishbone接口的从设备的输入输出信号钳位在固定值。
[0046] 另外，上述接口适配器还可以包括：电源开关单元，控制连接的wishbone接口的 从设备的电源关断和开启。
[0047] 时钟开关单元，根据状态机单元发出的时钟使能信号确定是否给连接的wishbone 接口的从设备提供时钟驱动信号。
[0048] 以及备份寄存器及控制单元，根据所述状态机单元的控制在裁剪过程中进行状态 备份和恢复。
[0049] 实际应用中，优选的接口适配器的结构如图2所示，包括状态机单元、电源开关单 元、时钟开关单元、备份寄存器及控制单元和隔离单元。
[0050] 其中，状态机单元，是执行整个裁剪过程的状态跳转，其通过判断主控制器信号和 接口适配器内部其他各单元的信号来进行状态的跳转工作，并在各个状态下控制各个单元 协调工作。
[0051] 电源开关单元，主要负责控制IP核的电源关断和开启功能。在完成备份IP核内 部状态后关断电源，在保证重启电流在合理范围内开启电源。
[0052] 时钟开关单元，可以采用门控时钟来实现，此单元判断状态机单元发出的时钟使 能信号来决定是否给IP核提供时钟驱动信号。
[0053] 备份寄存器及控制单元，用来执行IP核在裁剪过程中的状态备份和恢复的功能。
[0054] 此单元主要完成扫描链方式和保持寄存器方式的备份和恢复工作。在使用扫描链 连接方式下，RET_DAT信号用来连接扫描链，SCAN_CLK用来连接IP核中扫描链的驱动时钟 信号，这样就可以在多个时钟周期下完成IP核的状态备份和恢复工作，在软件备份方式下 不需要这个信号，在寄存器备份方式下此信号需接到IP核的时钟信号即可，在扫描链备份 方式下需要将这个信号接到IP核的扫描链驱动时钟信号；在时钟保持寄存器方式下，RET_ DAT信号用来连接IP核的内部寄存器，SCAN_CLK用来连接IP核的时钟信号，在这个方式下 使用一个时钟周期就可以完成IP核内部状态备份和恢复工作。对于本实施实例的情况-- 软件备份方式，不需要"数据备份"和"数据恢复"状态，数据的备份和恢复在IP隔离状态 完成，相应的RET_DATA_I/RET_DATA_0和SCAN_CLK信号也不需要。
[0055] 隔离单元，主要有两个功能：首先，是用来将IP核的输入输出信号在裁剪后和裁 剪过程中钳位到固定值，以免干扰Wishbone总线的正常工作；其次，是为了防止IP核信号 位于不定态而增大泄漏电流。隔离单元在非裁剪状态下处于一个透明状态，其完全不影响 IP核与总线的通信过程。
[0056] 具体地，上述状态机单元包括有七个状态：正常工作、IP隔离、数据备份、数据恢 复、时钟关闭、复位和电源关闭，如图3所示。而各个状态下的信号含义和动作如表1所示：
[0057] 表1为接口适配器内状态机单元的状态转换表
[0058]
【主权项】
1. 一种接口适配器，其特征在于，至少包括隔离单元和状态机单元，其中： 所述状态机单元，根据主控制器信号和本接口适配器内其他各单元的信号执行整个裁 剪过程中各个状态之间的跳转操作，并在裁剪的不同阶段控制所述隔离单元将wishbone 接口的从设备的输入输出信号钳位在固定值。
2. 如权利要求1所述的接口适配器，其特征在于，还包括： 电源开关单元，控制连接的wishbone接口的从设备的电源关断和开启。
3. 如权利要求2所述的接口适配器，其特征在于， 所述电源开关单元在电源使能信号VDD_EN=1时经过一定的延时串行依次开启所述从 设备内各个模块电源，在VDD_EN=0时，依次关闭所述从设备内各个模块电源，所述电源开 关单元在开启和关断电源的操作完成后，通过电源控制应答信号VDD_ACK信号将操作完成 状态反馈给所述状态机单元。
4. 如权利要求1所述的接口适配器，其特征在于，还包括： 时钟开关单元，根据所述状态机单元发出的时钟使能信号确定是否给连接的wishbone 接口的从设备提供时钟驱动信号。
5. 如权利要求4所述的接口适配器，其特征在于， 所述时钟开关单元，在时钟使能信号CLK_EN置1时，为所述从设备提供时钟信号。
6. 如权利要求1至5任一项所述的接口适配器，其特征在于，还包括： 备份寄存器及控制单元，根据所述状态机单元的控制在裁剪过程中进行状态备份和恢 复。
7. 如权利要求6所述的接口适配器，其特征在于， 状态机单元，通过状态备份使能信号RET_EN控制所述备份寄存器和控制单元的启动； 通过状态备份方向信号RET_DIR指明备份寄存器和控制单元工作在备份模式还是恢 复模式。
8. 如权利要求6所述的接口适配器，其特征在于， 在裁剪过程中，所述状态机单元接收到主控制器发来的接口适配器控制信号SCP=IO 时，状态跳转到知识产权核（IP)隔离，等待主控制器完成裁剪前的必要准备工作，之后所述 状态机单元接收到主控制器发来的SCP=IO时，关闭时钟开关单元； 所述状态机单元检测到接口适配器上的wishbone总线的CYC信号SCYC=I或接口适 配器上的wishbone总线的STB信号SSTB=I时SCP=IX,则不响应，并产生接口适配器上的 wishbone总线的ERR信号SERR=I ;所述状态机单元关闭时钟开关单元，关断时钟开关单元 后状态跳转到数据备份，状态备份使能信号RET_EN=1并通过RET_DIR指定状态备份方向为 从设备到备份寄存器，所述状态机单元确定备份类型为软件备份时，状态直接转入端口隔 离，确定备份类型为寄存器备份时，则在完成单周期寄存器读取后状态转入端口隔离，确定 备份类型为扫描链备份时，则在完成多个周期的扫描链读取工作后状态转入端口隔离，同 时向主控制器发送应答信号SCK=L结束备份状态后接收到SCP=Il,状态跳转到数据恢复 状态。
9. 如权利要求8所述的接口适配器，其特征在于， 所述状态机单元在端口隔离状态下，将隔离使能信号IS0L_EN=1，控制隔离单元在从设 备掉电之前将接口信号钳位在固定值；完成端口隔离后，状态机单元向隔离单元发送从设 备复位信号IS0L_RESET=1，将从设备复位；在复位后，通过VDD_EN=0关断电源。
10. 如权利要求8所述的接口适配器，其特征在于， 在接入过程中，所述状态机单元接收到SCP=Il,通过VDD_EN=1开启电源，等待出现电 源开启应答信号VDD_ACK=1，接口适配器立刻向主控制器发送应答信号SCK=I以表示电源 成功开启；电源开启后，状态进入复位，将ISOL_RESET=l，状态进入端口隔离，通过ISOL_ EN=I控制隔离单元将隔离端口打开；在进入到数据恢复状态后，状态使能备份信号RET_ EN=I并通过RET_DIR指定状态备份方向为所述备份寄存器向从设备写入数据，再根据从设 备规定的方式进行数据恢复，数据恢复完成后接收到SCP=IO,状态跳转到备份状态，在扫描 链方式数据恢复完成时SCK信号置1 ;在状态恢复完成后且SCP=Il时，状态跳到时钟关闭， 再收到SCP=Il时，状态跳转到IP隔离，通过CLK_EN=1开启时钟开关单元为从设备提供时 钟，接收主控制器由wishbone接口发来的请求，如果使用软件备份方式，进行状态恢复；软 件备份和其它接入准备完成，状态跳转到正常工作状态。
11. 如权利要求8所述的接口适配器，其特征在于， 所述状态机单元接收SCP=OO时，保护当前状态不变。
12. 如权利要求8所述的接口适配器，其特征在于， 在裁剪过程中，所述状态机单元接收SSTB=I,则通过接口适配器上的wishbone总线的 ERR信号SEER向主控制器反馈错误。
13. 如权利要求10所述的接口适配器，其特征在于， 在时钟关闭、数据备份、数据恢复、端口隔离、复位、电源关闭状态下，所述状态机单元 的状态在数据备份和数据恢复间反复切换超过设定次数，则通过接口适配器上的wishbone 总线的RTY信号SRTY，提示主控制器发送连续的SCP=Il或10。
14. 一种与Wishbone兼容的裁剪方法，其特征在于，采用如上述权利要求1至13所述 的接口适配器实现，该方法包括 ： 所述接口适配器根据主控制器信号对wishbone接口的从设备执行裁剪操作，并在裁 剪的不同阶段将wishbone接口的从设备的输入输出信号钳位在固定值。
【专利摘要】本发明公开了一种接口适配器及与Wishbone兼容的裁剪方法，涉及系统芯片SOC设计以及IP复用设计。本发明公开的接口适配器，至少包括隔离单元和状态机单元，其中：状态机单元，根据主控制器信号和本接口适配器内其他各单元的信号执行整个裁剪过程中各个状态之间的跳转操作，并在裁剪的不同阶段控制所述隔离单元将wishbone接口的从设备的输入输出信号钳位在固定值。本发明还公开了一种与Wishbone兼容的裁剪方法。本申请技术方案适用于可裁剪、低功耗、高能效、即插即用的SOC系统设计，可实现满足异质多功能模块SOC灵活配置。
【IPC分类】G06F13-20
【公开号】CN104750638
【申请号】CN201310750197
【发明人】殷树娟, 李翔宇, 吕易俗
【申请人】北京信息科技大学, 清华大学
【公开日】2015年7月1日
【申请日】2013年12月30日