中文引用格式： 高研，華源源，劉家熊，等. 基于自適應優化的高速交叉矩陣設計[J]. 電子技術應用，2024，50(12)：31-35.
英文引用格式： Gao Yan，Hua Yuanyuan，Liu Jiaxiong，et al. Design of high-speed crossbar matrix based on adaptive optimization[J]. Application of Electronic Technique，2024，50(12)：31-35.
引言
隨著數據傳輸需求的不斷增長，如何在多任務、高負載的環境下實現高效、穩定的通信成為了一項關鍵挑戰。總線的基本作用是實現內部的通信[1]。現有的總線協議，如先進高性能總線 （Advanced High-performance Bus,AHB） 協議，廣泛應用于嵌入式系統和片上系統中[2]，適用于時鐘頻率和性能較高的系統。然而在面對多任務并發和復雜數據傳輸時，傳統的傳輸設計在帶寬利用率和資源分配上存在瓶頸。為了解決這些問題，近年來，研究者們提出了多種基于優先級控制、傳輸調度和帶寬分配優化的改進方案，旨在提升系統的整體性能。
傳統AHB傳輸協議只具有一條總線，當多個主設備爭奪總線時，只有一個主設備能夠控制總線，其他主設備必須等待，可能會引發較長的等待時間，尤其在高負載情況下，總線爭用問題更加明顯。在此基礎上，國內外的學者們提出了許多基于AHB協議的交叉矩陣設計，吳斌等人實現了AHB Matrix互連總線IP（Intellectual Property）的設計[3]，Hwang等提出了在多層AHB總線基礎上的自激勵優先級設計[4]，林楠等人對AHB總線矩陣進行RTL行為級描述[5]，雖能一定程度降低總線訪問延遲，增加數據吞吐量，但是在動態突發傳輸方面，均沒有定義。
基于此，本文提出了一種基于自適應優化的交叉矩陣設計，通過采用AHB協議并引入自適應突發傳輸調整和自適應優先級調整的創新機制，旨在實現傳輸策略的動態優化。本文的創新點在于在AHB交叉矩陣互連的基礎上通過實時調整數據傳輸參數，提升總線資源的利用率，降低傳輸延遲，優化系統性能。仿真結果表明，該設計在高負載條件下能夠提高帶寬利用率和傳輸效率，展示了設計的適應性和靈活性。
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作者信息：
高研，華源源，劉家熊，嚴偉
（北京大學 軟件與微電子學院，北京 102600）
