SoC系统中实时总线模块的设计理念与应用

错误的处理--最后一根救命稻草

如大家深知，芯片设计是没有下一次机会的，那么错误的处理就成为了“救命的稻草”。假设TDM模块很久没有得到总线的控制，出现underrun(速率过低)与overrun(速率过高)情况。要采用队列中“high－watermark(高水线)”与“low－watermark(低水线)”技术，在队列接近满与空状态发生前提前预警。预警通常反映了芯片系统中的一些设计问题与当时电压波动、干扰、局部高温等瞬间问题，这时预警信号通常用最高/次高优先级中断发生。ARM CPU本身支持高优先级中断，而我们的队列长度计算现在要重新计算，加上高优先级处理这一段时间，具体的响应时钟周期，读者请查阅相应CPU手册，这也是评价嵌入式CPU与实时操作系统(RTOS)的一项指标。

图4：由TDM模块实现两套寄存器的动态切换时序图。

队列深度＝最长AHB总线获得间隔×TDM输入速率＋ARM最长中断响应时间×TDM输入速率

本文小结

我们在TDM模块简要设计中，阐述了结合各种基本技术，如从缓存队列到DMA到影子寄存器到动态分配到watermark与利用DSP算法特性，AHB总线特性、帧同步特性以及RTOS特性解决非实时与实时交换、CPU效率与资源占用、延时与DMA配置与动态切换的矛盾，追求最优解决方案的过程与设计思路。

本文并没有给出最初方案的队列计算公式，是因为要考虑的因素过多，从另一个侧面反映了它不是最优方案。好的设计应该是把复杂的需求简单化、模块化，当然实际设计中比这种简化设计要复杂，例如还要解决实时数据传输中双方时钟不同步等问题。但读者只要掌握了基本思路与技术，理解应用特性、CPU特性及RTOS特性与算法，就可举一反三，做出最优的设计。