本技術(shù)涉及集成電路soc，具體涉及一種soc系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、目前高校所舉辦的一些旨在提升學(xué)生動手能力的電子設(shè)計競賽，一般均需要在各種設(shè)備上安裝嵌入式系統(tǒng)，從而實現(xiàn)設(shè)備互連以及信息處理功能。

2、但目前競賽常用的開發(fā)板，包括51單片機和stm32嵌入式開發(fā)板，都屬于通用可靠的嵌入式開發(fā)板，可以滿足高校電子設(shè)計競賽的一般需求。但其也有明顯的局限性，包括：1.處理器部分對于學(xué)生而言屬于黑盒設(shè)計，學(xué)生只知道處理器如何使用，具體處理器內(nèi)部組織結(jié)構(gòu)和實現(xiàn)方法，都不得而知。2.開發(fā)板上的包括處理器、總線、存儲器和外設(shè)等設(shè)備，以及開發(fā)板與上位機的通信都是封裝好的，學(xué)生只能按照操作說明去使用，對于開發(fā)板上的設(shè)備連接關(guān)系和通信協(xié)議不得而知，難以自行進行改進和擴展。

3、因此，目前的開發(fā)板無法有效提升學(xué)生的思維擴展能力以及操作技能。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為了解決現(xiàn)有技術(shù)中所存在的上述問題，本實用新型提供了一種soc系統(tǒng)，包括：cpu、cpu端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊、外設(shè)端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊、axi4總線以及顯示和擴展存儲模塊；

2、cpu用于通過指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊，獲取指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊中的指令數(shù)據(jù)，并根據(jù)指令數(shù)據(jù)進行指令信息的下發(fā)和外設(shè)的訪問；

3、cpu端axi接口模塊通過類sram總線與cpu連接，用于將類sram接口轉(zhuǎn)換為axi接口；

4、指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊用于將指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊的輸出封裝成axi接口，以通過axi接口向cpu提供指令數(shù)據(jù)；

5、外設(shè)端axi接口模塊用于將多個外設(shè)接口封裝成axi總線接口，通過axi總線接口實現(xiàn)cpu對不同外設(shè)的訪問；

6、指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊用于存儲cpu的指令數(shù)據(jù)以及運行數(shù)據(jù)；

7、顯示和擴展存儲模塊用于根據(jù)指令信息執(zhí)行相應(yīng)動作。

8、可選地，soc系統(tǒng)還包括：gpu；

9、gpu用于獲取cpu下發(fā)的指令信息，并根據(jù)指令信息控制顯示和擴展存儲模塊進行圖像顯示。

10、可選地，cpu端axi接口模塊包括：cpu端指令存儲器axi接口、cpu端數(shù)據(jù)存儲器axi接口、icache以及dcache；

11、當cpu訪問外設(shè)時，cpu端指令存儲器axi接口和cpu端數(shù)據(jù)存儲器axi接口用于使cpu直接通過axi4總線進行交互；

12、icache以及dcache分別用于存儲從指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊中預(yù)取的指令和數(shù)據(jù)。

13、可選地，指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊包括：指令存儲器端axi接口和數(shù)據(jù)存儲器端axi接口；

14、指令存儲器端axi接口和數(shù)據(jù)存儲器端axi接口的一端與axi4總線連接；

15、指令存儲器端axi接口和數(shù)據(jù)存儲器端axi接口的另一端與指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊連接。

16、可選地，指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊包括：指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；

17、指令存儲器與指令存儲器端axi接口連接；

18、數(shù)據(jù)存儲器與數(shù)據(jù)存儲器端axi接口連接。

19、可選地，外設(shè)端axi接口模塊包括：io配置模塊、gpio驅(qū)動模塊、uart驅(qū)動模塊、pwm驅(qū)動模塊、數(shù)碼管驅(qū)動模塊、vga驅(qū)動模塊以及sram驅(qū)動模塊。

20、可選地，顯示和擴展存儲模塊包括：數(shù)碼管顯示模塊和vga顯示模塊；

21、數(shù)碼管顯示模塊用于將指令信息中的邏輯運算結(jié)果顯示在led燈或者數(shù)碼管上；

22、vga顯示模塊用于根據(jù)指令信息進行圖像的顯示。

23、可選地，顯示和擴展存儲模塊還包括：擴展模塊；

24、擴展模塊用于當指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊的容量不足時，對soc系統(tǒng)的存儲能力進行擴展和補充。

25、可選地，soc系統(tǒng)還包括：io功能選擇模塊；

26、io功能選擇模塊的一端連接io配置模塊、gpio驅(qū)動模塊、uart驅(qū)動模塊以及pwm驅(qū)動模塊，另一端連接對應(yīng)的外設(shè)；

27、io功能選擇模塊用于根據(jù)指令數(shù)據(jù)控制對應(yīng)的外設(shè)進行相應(yīng)動作。

28、可選地，soc系統(tǒng)還包括：中斷標志寄存器；

29、中斷標志寄存器的一端與cpu連接，另一端與gpio驅(qū)動模塊、uart驅(qū)動模塊、vga驅(qū)動模塊以及sram驅(qū)動模塊連接；

30、中斷標志寄存器用于收集gpio驅(qū)動模塊、uart驅(qū)動模塊、vga驅(qū)動模塊以及sram驅(qū)動模塊的中斷請求，并將中斷請求傳遞給cpu。

31、本實用新型提供的一種soc系統(tǒng)，包括：cpu、cpu端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊、外設(shè)端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊、axi4總線以及顯示和擴展存儲模塊；cpu用于通過指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊，獲取指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊中的指令數(shù)據(jù)，并根據(jù)指令數(shù)據(jù)進行指令信息的下發(fā)和外設(shè)的訪問；cpu端axi接口模塊通過類sram總線與cpu連接，用于將類sram接口轉(zhuǎn)換為axi接口；指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊用于將指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊的輸出封裝成axi接口，以通過axi接口向cpu提供指令數(shù)據(jù)；外設(shè)端axi接口模塊用于將多個外設(shè)接口封裝成axi總線接口，通過axi總線接口實現(xiàn)cpu對不同外設(shè)的訪問；指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊用于存儲cpu的指令數(shù)據(jù)以及運行數(shù)據(jù)；顯示和擴展存儲模塊用于根據(jù)指令信息執(zhí)行相應(yīng)動作。在本實用新型中，通過將系統(tǒng)劃分為多個功能模塊，使操作者理解各個模塊之間的配合以及不同指令數(shù)據(jù)對系統(tǒng)執(zhí)行動作的影響，提升了操作者的動手能力和理解能力；此外，由于指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊的開放特性，操作者不僅可以采用模塊內(nèi)置代碼還可以自寫入代碼，提高了操作者實踐過程中的靈活性，更進一步提升了操作者的實踐擴展能力。

32、以下將結(jié)合附圖及實施例對本實用新型做進一步詳細說明。

技術(shù)特征：

1.一種soc系統(tǒng)，其特征在于，包括：cpu、cpu端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊、外設(shè)端axi接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊、axi4總線以及顯示和擴展存儲模塊；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述soc系統(tǒng)還包括：gpu；

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述cpu端axi接口模塊包括：cpu端指令存儲器axi接口、cpu端數(shù)據(jù)存儲器axi接口、icache以及dcache；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述指令和數(shù)據(jù)存儲器axi接口模塊包括：指令存儲器端axi接口和數(shù)據(jù)存儲器端axi接口；

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊包括：指令存儲器和數(shù)據(jù)存儲器；

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述外設(shè)端axi接口模塊包括：io配置模塊、gpio驅(qū)動模塊、uart驅(qū)動模塊、pwm驅(qū)動模塊、數(shù)碼管驅(qū)動模塊、vga驅(qū)動模塊以及sram驅(qū)動模塊。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示和擴展存儲模塊包括：數(shù)碼管顯示模塊和vga顯示模塊；

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述顯示和擴展存儲模塊還包括：擴展模塊；

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述soc系統(tǒng)還包括：io功能選擇模塊；

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種soc系統(tǒng)，其特征在于，所述soc系統(tǒng)還包括：中斷標志寄存器；

技術(shù)總結(jié)
本技術(shù)提供的一種SoC系統(tǒng)，涉及集成電路SoC技術(shù)領(lǐng)域。一種SoC系統(tǒng)，包括：CPU、CPU端AXI接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器AXI接口模塊、外設(shè)端AXI接口模塊、指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊、AXI4總線以及顯示和擴展存儲模塊；在本技術(shù)中，通過將系統(tǒng)劃分為多個功能模塊，使操作者理解各個模塊之間的配合以及不同指令數(shù)據(jù)對系統(tǒng)執(zhí)行動作的影響，提升了操作者的動手能力和理解能力；此外，由于指令和數(shù)據(jù)存儲器模塊的開放特性，操作者不僅可以采用模塊內(nèi)置代碼還可以自寫入代碼，提高了操作者實踐過程中的靈活性，更進一步提升了操作者的實踐擴展能力。

技術(shù)研發(fā)人員：董梁,晁準星
受保護的技術(shù)使用者：西安郵電大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：20231227
技術(shù)公布日：2024/9/17