中文引用格式： 高研，華源源，劉家熊，等. 基于自適應(yīng)優(yōu)化的高速交叉矩陣設(shè)計(jì)[J]. 電子技術(shù)應(yīng)用，2024，50(12)：31-35.
英文引用格式： Gao Yan，Hua Yuanyuan，Liu Jiaxiong，et al. Design of high-speed crossbar matrix based on adaptive optimization[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(12)：31-35.
引言
隨著數(shù)據(jù)傳輸需求的不斷增長(zhǎng)，如何在多任務(wù)、高負(fù)載的環(huán)境下實(shí)現(xiàn)高效、穩(wěn)定的通信成為了一項(xiàng)關(guān)鍵挑戰(zhàn)。總線的基本作用是實(shí)現(xiàn)內(nèi)部的通信[1]。現(xiàn)有的總線協(xié)議，如先進(jìn)高性能總線 （Advanced High-performance Bus,AHB） 協(xié)議，廣泛應(yīng)用于嵌入式系統(tǒng)和片上系統(tǒng)中[2]，適用于時(shí)鐘頻率和性能較高的系統(tǒng)。然而在面對(duì)多任務(wù)并發(fā)和復(fù)雜數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，傳統(tǒng)的傳輸設(shè)計(jì)在帶寬利用率和資源分配上存在瓶頸。為了解決這些問題，近年來，研究者們提出了多種基于優(yōu)先級(jí)控制、傳輸調(diào)度和帶寬分配優(yōu)化的改進(jìn)方案，旨在提升系統(tǒng)的整體性能。
傳統(tǒng)AHB傳輸協(xié)議只具有一條總線，當(dāng)多個(gè)主設(shè)備爭(zhēng)奪總線時(shí)，只有一個(gè)主設(shè)備能夠控制總線，其他主設(shè)備必須等待，可能會(huì)引發(fā)較長(zhǎng)的等待時(shí)間，尤其在高負(fù)載情況下，總線爭(zhēng)用問題更加明顯。在此基礎(chǔ)上，國(guó)內(nèi)外的學(xué)者們提出了許多基于AHB協(xié)議的交叉矩陣設(shè)計(jì)，吳斌等人實(shí)現(xiàn)了AHB Matrix互連總線IP（Intellectual Property）的設(shè)計(jì)[3]，Hwang等提出了在多層AHB總線基礎(chǔ)上的自激勵(lì)優(yōu)先級(jí)設(shè)計(jì)[4]，林楠等人對(duì)AHB總線矩陣進(jìn)行RTL行為級(jí)描述[5]，雖能一定程度降低總線訪問延遲，增加數(shù)據(jù)吞吐量，但是在動(dòng)態(tài)突發(fā)傳輸方面，均沒有定義。
基于此，本文提出了一種基于自適應(yīng)優(yōu)化的交叉矩陣設(shè)計(jì)，通過采用AHB協(xié)議并引入自適應(yīng)突發(fā)傳輸調(diào)整和自適應(yīng)優(yōu)先級(jí)調(diào)整的創(chuàng)新機(jī)制，旨在實(shí)現(xiàn)傳輸策略的動(dòng)態(tài)優(yōu)化。本文的創(chuàng)新點(diǎn)在于在AHB交叉矩陣互連的基礎(chǔ)上通過實(shí)時(shí)調(diào)整數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)，提升總線資源的利用率，降低傳輸延遲，優(yōu)化系統(tǒng)性能。仿真結(jié)果表明，該設(shè)計(jì)在高負(fù)載條件下能夠提高帶寬利用率和傳輸效率，展示了設(shè)計(jì)的適應(yīng)性和靈活性。
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作者信息：
高研，華源源，劉家熊，嚴(yán)偉
（北京大學(xué) 軟件與微電子學(xué)院，北京 102600）
