导　　师： 贺小勇

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 随着安防市场高清化趋势加剧,安防监控芯片对外部存储器速度和容量的要求也不断提高。eMMC(Embedded Multi-Media Card)凭借容量大、速度快、使用简便、安全性高等优异性能成为安防芯片外部存储升级的首选,相应主机控制器的开发也成为业内关注的焦点。目前安防芯片领域的eMMC主机控制器设计方案还比较落后,尤其对eMMC 5.1规范的支持仍然非常欠缺。本文针对实际应用需求,研究设计了一款基于AMBA 3.0总线,符合eMMC 5.1协议规范,集成于安防监控芯片中的eMMC主机控制器,用于实现SoC芯片与eMMC设备之间的通信,能够满足安防监控芯片对于大容量高清视频数据实时存储的需求,对设计高性能SoC芯片,提升系统外部存储性能具有重要的应用意义。本设计深入研究了eMMC、APB、AXI协议,力求达到最优的性能、兼容性和健壮性。eMMC主机控制器全面支持eMMC 5.1协议,主要创新成果包括:(1)基于eMMC5.1协议的新特性,在硬件上实现了命令排队功能,有助于改善频繁碎片化存取操作的性能。(2)控制器中设置了自动命令寄存器,能够在一个命令完成后自动开启下一命令的发送,简化了eMMC协议中常用组合命令的发送。(3)针对eMMC数据传输的特点,控制器外接2块512字节的单口RAM作为数据缓冲,采用乒乓操作减小数据传输延时。RTL代码通过了全面严格的功能仿真验证,确保了功能的正确性与可行性;在TSMC 90nm CMOS工艺下综合总面积为118670.808052μm;经过静态时序分析,模块工作时钟成功达到目标频率400 MHz。本设计在功能、面积、时序上都取得了良好的表现,能够充分发挥eMMC 5.1的特性,提升安防芯片的外部存储性能。

关 键 词： 安防芯片 接口 命令排队

领　　域： []