ASIC Design of OpenRISC-based Multimedia SoC Platform

OpenRISC 기반 멀티미디어 SoC 플랫폼의 ASIC 설계

This paper describes ASIC design of multimedia SoC Platform. The implemented Platform consists of 32-bit OpenRISC1200 Microprocessor, WISHBONE on-chip bus, VGA Controller, Debug Interface, SRAM Interface and UART. The 32-bit OpenRISC1200 processor has 5 stage pipeline and Harvard architecture with separated instruction/data bus. The VGA Controller can display RCB data on a CRT or LCD monitor. The Debug Interface supports a debugging function for the Platform. The SRAM Interface supports 18-bit address bus and 32-bit data bus. The UART provides RS232 protocol, which supports serial communication function. The Platform is design and verified on a Xilinx VERTEX-4 XC4VLX80 FPGA board. Test code is generated by a cross compiler' and JTAG utility software and gdb are used to download the test code to the FPGA board through parallel cable. Finally, the Platform is implemented into a single ASIC chip using Chatered 0.18um process and it can operate at 100MHz clock frequency.

본 논문에서는 멀티미디어 SoC 플랫폼의 ASIC 설계에 대해 기술한다. 구현된 플랫폼은 32비트 OpenRISC1200 마이크로프로세서, WISHBONE 온 칩 버스, VGA 제어기, 디버그 인터페이스, SRAM 인터페이스 및 UART로 구성된다. 32 비트 OpenRISC1200 프로세서는 명령어 버스와 데이터 버스가 분리된 하버드 구조와 5단 파이프라인 구조를 가지고 VGA 제어기는 메모리로부터 읽은 이미지 파일에 대한 데이터를 RGB 값으로 CRT 혹은 LCD에 출력한다. 디버그 인터페이스는 플랫폼에 대한 디버깅 기능을 지원하고 SRAM 인터페이스는 18비트 어드레스 버스와 32비트 데이터 버스를 지원한다. UART는 RS232 프로토콜을 지원하는 시리얼 통신 기능을 제공한다. 본 플랫폼은 Xilinx VIRTEX-4 XC4VLX80 FPGA에 설계 및 검증되었다. 테스트 코드는 크로스 컴파일러로 생성되었고 JTAG 유틸리티 소프트웨어와 gdb를 이용하여 패러럴 케이블을 통해 FPGA 보드로 다운로드 하였다. 이 플랫폼은 최종적으로 Chartered 0.18um 공정을 이용하여 단일 ASIC 칩으로 구현 되었으며 100MHz 클록에서 동작함을 확인하였다.