中文引用格式： 高研，华源源，刘家熊，等. 基于自适应优化的高速交叉矩阵设计[J]. 电子技术应用，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
随着数据传输需求的不断增长，如何在多任务、高负载的环境下实现高效、稳定的通信成为了一项关键挑战。总线的基本作用是实现内部的通信[1]。现有的总线协议，如先进高性能总线 （Advanced High-performance Bus,AHB） 协议，广泛应用于嵌入式系统和片上系统中[2]，适用于时钟频率和性能较高的系统。然而在面对多任务并发和复杂数据传输时，传统的传输设计在带宽利用率和资源分配上存在瓶颈。为了解决这些问题，近年来，研究者们提出了多种基于优先级控制、传输调度和带宽分配优化的改进方案，旨在提升系统的整体性能。
传统AHB传输协议只具有一条总线，当多个主设备争夺总线时，只有一个主设备能够控制总线，其他主设备必须等待，可能会引发较长的等待时间，尤其在高负载情况下，总线争用问题更加明显。在此基础上，国内外的学者们提出了许多基于AHB协议的交叉矩阵设计，吴斌等人实现了AHB Matrix互连总线IP（Intellectual Property）的设计[3]，Hwang等提出了在多层AHB总线基础上的自激励优先级设计[4]，林楠等人对AHB总线矩阵进行RTL行为级描述[5]，虽能一定程度降低总线访问延迟，增加数据吞吐量，但是在动态突发传输方面，均没有定义。
基于此，本文提出了一种基于自适应优化的交叉矩阵设计，通过采用AHB协议并引入自适应突发传输调整和自适应优先级调整的创新机制，旨在实现传输策略的动态优化。本文的创新点在于在AHB交叉矩阵互连的基础上通过实时调整数据传输参数，提升总线资源的利用率，降低传输延迟，优化系统性能。仿真结果表明，该设计在高负载条件下能够提高带宽利用率和传输效率，展示了设计的适应性和灵活性。
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作者信息：
高研，华源源，刘家熊，严伟
（北京大学 软件与微电子学院，北京 102600）
