復雜模塊接口的獨立設計

　　一、引言

　　在越來越發(fā)達的通訊世界里，新產(chǎn)品、新設備層出不窮，隨之而來的問題是各產(chǎn)品與設備之間的接口也越來越多樣化，雖然標準化組織定義了許多接口標準，比較著名的接口協(xié)議如USB,PCI等，但是由于各種接口的性能、價格、應用范圍等因素的不同，新的接口協(xié)議仍舊層出不窮，如何設計接口一直是困擾著電子工程師，尤其是對復雜的接口協(xié)議，問題尤為突出。在國外，已經(jīng)推出用于接口設計的專用軟件。

　　在過去的一年多時間里，我們對高性能串行總線IEEE-1394(2000A)做了研究，并設計了基于IEEE-1394(2000A)的物理層和鏈路層芯片。在芯片設計的過程中，我們對IEEE-1394(2000A)芯片中的PHY/link接口進行了研究和設計，并探尋到了一些接口設計的經(jīng)驗?，F(xiàn)在我們以IEEE-1394接口為例，把心得拿出來與大家分享，希望能夠起到拋磚引玉的結(jié)果。

　　二、接口功能結(jié)構(gòu)分析

　　接口的主要功能就是使數(shù)據(jù)通過接口使之能夠在不同模塊或系統(tǒng)間自由流動，達到數(shù)據(jù)共享的目的。應用接口的原因多種多樣的。通常的情況是由于模塊之間協(xié)議不匹配使得我們采用接口。另外還有各式各樣的原因使得我們不得不采用接口技術，如傳輸環(huán)境惡劣，需要接口把數(shù)據(jù)按照一定的協(xié)議使之能夠安全地傳輸。這方面的一個典型的例子是GSM系統(tǒng)和CDMA的空中接口協(xié)議。而在IEEE-1394協(xié)議中，定義接口主要用于連接相同廠商或不同廠商的1394串行總線接口的物理層和鏈路層專用集成電路(ASIC)，并為1394系統(tǒng)未來的升級提供支持。國內(nèi)電子工程師應當在系統(tǒng)設計過程中借鑒這方面的經(jīng)驗。

　　總而言之，隨著各種新設備，新產(chǎn)品的產(chǎn)生，接口的廣泛應用是不言而喻的，它需要我們針對不同的情況，高效快捷地解決數(shù)據(jù)互連的問題。

　　在應用接口的環(huán)境中，情況總是這樣：模塊A的數(shù)據(jù)輸入和輸出采用一種接口協(xié)議M，而模塊B的數(shù)據(jù)輸入和輸出采用另外一種接口協(xié)議N，因此數(shù)據(jù)無法在模塊A和模塊B之間直接傳遞，模塊A和模塊B也不能直接互連。

　　通常的解決方法是這樣的：在模塊A和模塊B之間進行加上一個接口。這樣，接口把模塊A發(fā)來的數(shù)據(jù)用協(xié)議M接收下來，再在接口中把數(shù)據(jù)分解出來，按照協(xié)議N組成數(shù)據(jù)包，把數(shù)據(jù)包發(fā)送到模塊B,這樣模塊B就能夠接收下到所有模塊A發(fā)來的數(shù)據(jù)包。

　　三、復雜模塊接口的獨立設計

　　通常我們說某個接口復雜主要指的是接口連接協(xié)議很復雜，通常它必須高速處理很多寄存器和多種封裝形式復雜數(shù)據(jù)的存取。對接口設計者來說，必須與接口連接模塊的設計者充分地溝通，以得到足夠的信息，才能設計出有效的接口連接模塊A和模塊B。這勢必需要接口設計者和模塊A、B的設計者多次溝通，以共同制定接口的設計方案。這樣的溝通需要很多時間，并可能引起設計交接時的扯皮，所以必須制定設計小組之間的接口文檔。這樣復雜的工作流程很難保證設計的高效和高正確率。

　　在設計實現(xiàn)中，我們更改了通常的接口設計結(jié)構(gòu)，如圖3所示，在這種結(jié)構(gòu)的支持下，我們能夠很快捷地設計出我們需要的接口，在進行很少的幾次討論之后，各模塊的設計者都明白如何進行模塊間的連接，使得我們在較短時間內(nèi)設計出這個復雜接口。

　　我們可以看到與一般意義的接口功能結(jié)構(gòu)圖的區(qū)別在于在接口與模塊之間增加了一個發(fā)送接收緩沖區(qū)，用以存儲接口在連接傳輸數(shù)據(jù)時需要模塊提供的數(shù)據(jù)，包括相應寄存器的值和需要傳送的數(shù)據(jù)包。

　　在接口設計時只要和PHY模塊設計者商定好,把需要的信息放在那個寄存器地址下，合作制定好寄存器和發(fā)送接收數(shù)據(jù)包列表就可以了。甚至可以由設計者直接向接口雙方模塊提供一個寄存器和發(fā)送接收數(shù)據(jù)包清單就可以。這樣接口設計者可以有更大的發(fā)揮空間，由此使得接口設計者能夠細致分析接口需求，設計出性能更好的接口。

　　下面，我們以IEEE-1394總線物理層和鏈路層芯片間的PHY/link接口為例來討論一下接口的獨立設計。