一种SoC系统

本技术涉及集成电路soc，具体涉及一种soc系统。

背景技术：

1、目前高校所举办的一些旨在提升学生动手能力的电子设计竞赛，一般均需要在各种设备上安装嵌入式系统，从而实现设备互连以及信息处理功能。

2、但目前竞赛常用的开发板，包括51单片机和stm32嵌入式开发板，都属于通用可靠的嵌入式开发板，可以满足高校电子设计竞赛的一般需求。但其也有明显的局限性，包括：1.处理器部分对于学生而言属于黑盒设计，学生只知道处理器如何使用，具体处理器内部组织结构和实现方法，都不得而知。2.开发板上的包括处理器、总线、存储器和外设等设备，以及开发板与上位机的通信都是封装好的，学生只能按照操作说明去使用，对于开发板上的设备连接关系和通信协议不得而知，难以自行进行改进和扩展。

3、因此，目前的开发板无法有效提升学生的思维扩展能力以及操作技能。

技术实现思路

1、为了解决现有技术中所存在的上述问题，本实用新型提供了一种soc系统，包括：cpu、cpu端axi接口模块、指令和数据存储器axi接口模块、外设端axi接口模块、指令和数据存储器模块、axi4总线以及显示和扩展存储模块；

2、cpu用于通过指令和数据存储器axi接口模块，获取指令和数据存储器模块中的指令数据，并根据指令数据进行指令信息的下发和外设的访问；

3、cpu端axi接口模块通过类sram总线与cpu连接，用于将类sram接口转换为axi接口；

4、指令和数据存储器axi接口模块用于将指令和数据存储器模块的输出封装成axi接口，以通过axi接口向cpu提供指令数据；

5、外设端axi接口模块用于将多个外设接口封装成axi总线接口，通过axi总线接口实现cpu对不同外设的访问；

6、指令和数据存储器模块用于存储cpu的指令数据以及运行数据；

7、显示和扩展存储模块用于根据指令信息执行相应动作。

8、可选地，soc系统还包括：gpu；

9、gpu用于获取cpu下发的指令信息，并根据指令信息控制显示和扩展存储模块进行图像显示。

10、可选地，cpu端axi接口模块包括：cpu端指令存储器axi接口、cpu端数据存储器axi接口、icache以及dcache；

11、当cpu访问外设时，cpu端指令存储器axi接口和cpu端数据存储器axi接口用于使cpu直接通过axi4总线进行交互；

12、icache以及dcache分别用于存储从指令和数据存储器模块中预取的指令和数据。

13、可选地，指令和数据存储器axi接口模块包括：指令存储器端axi接口和数据存储器端axi接口；

14、指令存储器端axi接口和数据存储器端axi接口的一端与axi4总线连接；

15、指令存储器端axi接口和数据存储器端axi接口的另一端与指令和数据存储器模块连接。

16、可选地，指令和数据存储器模块包括：指令存储器和数据存储器；

17、指令存储器与指令存储器端axi接口连接；

18、数据存储器与数据存储器端axi接口连接。

19、可选地，外设端axi接口模块包括：io配置模块、gpio驱动模块、uart驱动模块、pwm驱动模块、数码管驱动模块、vga驱动模块以及sram驱动模块。

20、可选地，显示和扩展存储模块包括：数码管显示模块和vga显示模块；

21、数码管显示模块用于将指令信息中的逻辑运算结果显示在led灯或者数码管上；

22、vga显示模块用于根据指令信息进行图像的显示。

23、可选地，显示和扩展存储模块还包括：扩展模块；

24、扩展模块用于当指令和数据存储器模块的容量不足时，对soc系统的存储能力进行扩展和补充。

25、可选地，soc系统还包括：io功能选择模块；

26、io功能选择模块的一端连接io配置模块、gpio驱动模块、uart驱动模块以及pwm驱动模块，另一端连接对应的外设；

27、io功能选择模块用于根据指令数据控制对应的外设进行相应动作。

28、可选地，soc系统还包括：中断标志寄存器；

29、中断标志寄存器的一端与cpu连接，另一端与gpio驱动模块、uart驱动模块、vga驱动模块以及sram驱动模块连接；

30、中断标志寄存器用于收集gpio驱动模块、uart驱动模块、vga驱动模块以及sram驱动模块的中断请求，并将中断请求传递给cpu。

31、本实用新型提供的一种soc系统，包括：cpu、cpu端axi接口模块、指令和数据存储器axi接口模块、外设端axi接口模块、指令和数据存储器模块、axi4总线以及显示和扩展存储模块；cpu用于通过指令和数据存储器axi接口模块，获取指令和数据存储器模块中的指令数据，并根据指令数据进行指令信息的下发和外设的访问；cpu端axi接口模块通过类sram总线与cpu连接，用于将类sram接口转换为axi接口；指令和数据存储器axi接口模块用于将指令和数据存储器模块的输出封装成axi接口，以通过axi接口向cpu提供指令数据；外设端axi接口模块用于将多个外设接口封装成axi总线接口，通过axi总线接口实现cpu对不同外设的访问；指令和数据存储器模块用于存储cpu的指令数据以及运行数据；显示和扩展存储模块用于根据指令信息执行相应动作。在本实用新型中，通过将系统划分为多个功能模块，使操作者理解各个模块之间的配合以及不同指令数据对系统执行动作的影响，提升了操作者的动手能力和理解能力；此外，由于指令和数据存储器模块的开放特性，操作者不仅可以采用模块内置代码还可以自写入代码，提高了操作者实践过程中的灵活性，更进一步提升了操作者的实践扩展能力。

32、以下将结合附图及实施例对本实用新型做进一步详细说明。

技术特征：

1.一种soc系统，其特征在于，包括：cpu、cpu端axi接口模块、指令和数据存储器axi接口模块、外设端axi接口模块、指令和数据存储器模块、axi4总线以及显示和扩展存储模块；

2.根据权利要求1所述的一种soc系统，其特征在于，所述soc系统还包括：gpu；

3.根据权利要求1所述的一种soc系统，其特征在于，所述cpu端axi接口模块包括：cpu端指令存储器axi接口、cpu端数据存储器axi接口、icache以及dcache；

4.根据权利要求1所述的一种soc系统，其特征在于，所述指令和数据存储器axi接口模块包括：指令存储器端axi接口和数据存储器端axi接口；

5.根据权利要求4所述的一种soc系统，其特征在于，所述指令和数据存储器模块包括：指令存储器和数据存储器；

6.根据权利要求1所述的一种soc系统，其特征在于，所述外设端axi接口模块包括：io配置模块、gpio驱动模块、uart驱动模块、pwm驱动模块、数码管驱动模块、vga驱动模块以及sram驱动模块。

7.根据权利要求2所述的一种soc系统，其特征在于，所述显示和扩展存储模块包括：数码管显示模块和vga显示模块；

8.根据权利要求2所述的一种soc系统，其特征在于，所述显示和扩展存储模块还包括：扩展模块；

9.根据权利要求6所述的一种soc系统，其特征在于，所述soc系统还包括：io功能选择模块；

10.根据权利要求6所述的一种soc系统，其特征在于，所述soc系统还包括：中断标志寄存器；

技术总结本技术提供的一种SoC系统，涉及集成电路SoC技术领域。一种SoC系统，包括：CPU、CPU端AXI接口模块、指令和数据存储器AXI接口模块、外设端AXI接口模块、指令和数据存储器模块、AXI4总线以及显示和扩展存储模块；在本技术中，通过将系统划分为多个功能模块，使操作者理解各个模块之间的配合以及不同指令数据对系统执行动作的影响，提升了操作者的动手能力和理解能力；此外，由于指令和数据存储器模块的开放特性，操作者不仅可以采用模块内置代码还可以自写入代码，提高了操作者实践过程中的灵活性，更进一步提升了操作者的实践扩展能力。技术研发人员：董梁,晁准星受保护的技术使用者：西安邮电大学技术研发日：20231227技术公布日：2024/9/17