Design of AMBA AX I Slave Unit for Pipelined Arithmetic Unit

파이프라인 구조 연산회로를 위한 AMBA AXI Slave 설계

In this paper, the AMBA AXI slave unit that can verify the pipelined arithmetic unit is proposed and the 2-stage 16-bit pipelined multiplier is introduced as design example. The proposed AXI slave unit consists of input buffer block memory, control registers, pipelined arithmetic unit, control unit, output buffer block memory, and AXI slave interface unit. The main operational procedures are divided into the following steps, such as burst-mode input data loading for the input buffer memory, programming of control registers, arithmetic operations for block data in the input buffer memory, and burst-mode output data unloading from output buffer memory to host processor. Because the proposed AXI slave unit is general structure, it can be efficiently applicable to AMBA AXI and AHB slave unit with pipelined arithmetic unit.

본 논문에서는 파이프라인 구조의 연산회로를 효율적으로 검증하기 위한 AMBA AXI Slave 하드웨어 구조를 제안하고, 설계 예로 파이프라인 곱셈기를 내장한 구조를 제시하였다. 제안한 AXI Slave 회로는 입출력 버퍼 블록 메모리, 제어용 레지스터, 파이프라인 구조 연산 회로, 파이프라인 제어회로, AXI 버스 슬레이브 인터페이스로 구성된다. 주요 동작 과정은 입력 버퍼 메모리와 외부 마스터 사이의 버스트 데이터 전송, 제어 레지스터에 동작 모드 설정, 입력 버퍼 메모리에 담긴 데이터에 대한 반복적인 파이프라인 연산회로 동작, 출력 버퍼 메모리에 담긴 출력 데이터와 외부 마스터 사이의 버스트 데이터 전송으로 나누어진다. 제안한 AXI slave 구조는 범용 인터페이스 구조를 갖고 있으므로 파이프라인 구조 구조의 연산회로를 내장한 AMBA AHB와 AXI slave에 응용이 가능하다.