I n d on e s i an   Jo u r n al   o f  El e c t r i c al   En gi n e e r i n g   an d   C o m p u te r   S c i e n c e   V o l .   14 ,   N o .   2 ,  M a y   201 9 ,   pp .   78 8 ~ 79 5   IS S N :   2502 - 4752 ,   D O I :   10. 1 1591 / i j e e c s . v 1 4 .i 2 . pp78 8 - 79 5             788       Jou r n al   h o m e pa ge :  ht t p: / / i ae s c or e . c om / j our na l s / i nde x . php/ i j e e c s   D e si g n   a n d   i m p l e m e n t a t i o n   o f   A M B A   b r i d g e   p r o t o c o l   i n     S y st e m - on - C h i p   d e si g n       Wan g  H an g  S u an 1 ,   A s r a l   Bah ar i   Jam b e k 2 ,   M o h d   N az r i n   Bi n   M d   I s a 3 ,   A z i z i   b i n   H a r u n 4 ,    S h ai fu l   N i z am   Bi n   M o h ya 5 ,   Zu l fi q ar   A l i   Bi n   A b d .   A z i z 6   1 , 2 , 3 , 4 , 5 S c hoo l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s ,   M a l a y s i a   6 S c hoo l   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng ,   U ni v e r s i t y   S a i n s   M a l a y s i a ,   M a l a y s i a       A r ti c l e   I n fo     A B S TR A C T     Ar t i c l e   h i s t or y :   R e c e i v e d  S e p  26 ,   2 018   R e v i s e d  N o v   27 ,   2018   A c c e pt e d  D e c   11 ,   2 01 8       T he   A dv a nc e d  M i c r o c o nt r o l l e r   B us   A r c hi t e c t ur e   ( A M B A )   i s   w i d e l y   us e d   i n  m o de r n  t e c hno l o gy   de v i c e .   T h e   de s i g n  o f   b r i dg e   i n   t h e   s y s t e m   i s   du e   t o   i nc r e a s e   d e m a nd   o f   po w e r   c o ns um pt i o n   a nd   f unc t i o na l i t y .   T h e   br i d g e   he l p   t o   r e duc e   po w e r   by   s e pa r a t e   t he   s y s t e m   i n t o   hi g h  ba ndw i dt h   a nd  l o w   ba ndw i dt h.   T he   g o a l   o f   t hi s   pa p e r   i s   t o   de s i g n   a nd   i m p l e m e n t   t h e   A M B A   br i dg e   i n t o   a   S o C   de s i g n   w hi c h   c o ns i s t s   o f   a   p r o c e s s o r ,   R A M ,   R O M ,   w a t c hdo g   a nd  L E D   m o dul e .   T he s e   pe r i ph e r a l s   a r e   c o nne c t e d  s e pa r a t e l y   ba s e d  o n  d i f f e r e n t   b a ndw i d t h  w i t h  a   br i dg e   a s   t h e   m e d i um .   T h e   r e s ul t   s ho w n   t he   b r i dg e   t r a n s f e r   a   c o r r e c t   d a t a   f r o m   t he   R O M   i nt o   t he   R A M .     T he   e xp e r i m e n t   w a s   c a r r y   o ut   u s i ng   S y no ps y s   2017   a n d  K e i l   uV i s i o n.   Ke y w or ds :   A M B A   A P B   b r i dge   A R M   Co r t e x - M 0  S D K   S y s t e m - on - Chi p   C opy r i gh t   ©   201 9   I n s t i t ut e   o f   A dv anc e d  E ng i ne e r i ng   and   S c i e nc e .     A l l   r i gh t s   r e s e r v e d .   Cor r e s pon di n g   Au t h or :   W a ng  H a n g  S u a n,   S c h o o l   of   M i c r o e l e c t r o n i c   E n g i n e e r i ng,   U n i v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s ,   P a u h  P u t r a   Ca m pus ,   02600  P a u h,   P e r l i s ,   M a l a y s i a .   E m a i l :   w a n g h s 9 2@ g m a i l . c o m       1.   I N TR O D U C TI O N     T h e   A dv a n c e d  M i c r o c o n t r o l l e r  B us   A r c h i t e c t ur e   (A M B A )  i s   w i de l y   us e d  i n   m a n y   S o C   m i c r o c o n t r o l l e r   a n d   de v i c e s .   T hi s   t y pe   of   A M BA   ha s   a   s t a nd a r d  i n t e r f a c e   [1]  w h i c h   i s   e f f i c i e n t   f o r   S y s t e m   o n   Chi p   i nt e r c o nn e c t   [ 2] .   T h e   de s i g n e r  j us t   n e e d  t o   de s i g n   t h e   IP   t ha t   s uppo rt   A M B A   p r o t o c o l   a n d   a b l e   t o   us e   t h e   b us e s   t h a t   w i l l   r e duc e   t h e   t i m e   t o   m a r ke t .   T h e   A M B A   a l s o   c a n  s uppo rt   b ur s t   a n d   s e que nt i a l   m o de   w hi c h  i s   s ui t a b l e   f o r   f a s t   m e m o r y   a c c e s s .   T h e r e   a r e   m a n y   t y p e   of   b us e s   i n  A M B A   f a m i l y   s uc h   a s   A dv a n c e d  E x t e n s i b l e   I n t e r f a c e   (A X I),   A dv a n c e d  H i g h - pe r f o r m a n c e   B us   (A H B ),   A dv a n c e d  S y s t e m   B us   (A S B )  a n d   A dv a n c e d  P e ri p h e r a l   B us   (A P B ).   B r i dge   i s   o n e   o f   t h e   i m po r t a n t   c o m po n e nt   t o   c o n n e c t   a   h i g h  b a n d w i dt h  b us   t o   a   l o w   b a n dw i dt h   b us   fo r   m i ni m u m   po w e r   c o n s um p t i o n  [3 ] .   T h e   b ri dge   n o t   o n l y   ne e d  t o   e n s u r e   n o   da t a   l o s s   du r i n g   t h e   t r a n s f e r  b ut   t h e   b ri dge   a l s o   n e e d  t o   m a ke   s u r e   t h e   da t a   t ra n s f e r   b e t w e e n  t h e   b us e s   a r e   c o rr e c t .   T h e   b r i dge   w i l l   a c t   a s   m a s t e r   f o r   t h e   A P B   b us   a n d   c o n t r o l   t h e   t ra n s f e r   s e que n c e   a f t e r   r e c e i v e   c o m m a n d  f r o m   A H B   b us   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   1 .   T h e   b ri dge   i s   us i n g   f i n i t e   s t a t e   m a c h i n e   t o   de t e rm i n e   t h e   s t a ge   o f   t ra n s f e r   a n d   o nl y   o n e   pe r i p h e r a l   w i l l   b e   s e l e c t e d  a t   o n e   t i m e   [4 ] .   T h e r e   a r e   t hr e e   s t a ge s   i n   t h e   A M B A   b r i dge   w h i c h   a r e   i d l e   s t a ge ,   s e t up  s t a ge   a n d  e na b l e   s t a ge .   In  t hi s   p a pe r ,   a n  A M B A   b r i d ge   h a s   b e e n   de s i g n   t o   e n s u r e   t h e   b r i d ge   c a n   s up po r t   d i f fe r e nt   f r e que n c y .   T h e   A P B   f r e que n c y   us i n g  ha l f   f r e que n c y   of   t h e   A H B .   T h i s   t w o   c l o c k  i s   s y n c h r o n i z e ,   i n  o t h e r   w o r d,     t h e   t ra n s m i t   s t a ge   c a n   o n l y   b e   o c c urr e d  w h e n   po s i t i v e   e dge   of   c l oc k.   T h e   de s i g n   w a s   t e s t e d  us i n g   o n e   R A M   a n d   R O M   i n  t h e   A P B   s i de .   T h e   v a l ue   o f   t h e   R O M   i s   r e a d   a nd  w r i t e   i nt o   t h e   R A M   t o   s h o w   t h e   r e s ul t     i n   s i m u l a t i o n.   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   o f   A M B A   br i d ge   pr ot o c ol   i n  S oC   de s i gn  ( W ang  H ang   Sua n )   789       F i gu r e   1 .   T h e   s t a t e   m a c h i n e   o f   A M B A   b r i dge   [ 4 ]       In  p a pe r   [ 5 ],   t h e   a ut h o r   de s i g n  a   di f f e r e n t   p ha s e   a nd  f r e que n c y   A M B A   b r i dge .   T h e   de s i g n  o f   t h e   b r i dge   i s   f o l l ow   A M B A   pr o t o c o l   w h i c h  t h e   c o n t r o l   s i g n a l   f r o m   A H B   i s   de l a y   t o   A P B .   T h e   de s i g n  us i ng  ha n ds h a ke   s i g na l i n g   m e t h o d   t o   c o m m u n i c a t e   b e t w e e n   A H B   a nd  A P B .   H ow e ve r ,   t hi s   t w o   b us   ha s   i t s   o w n   c l o c k  f r e que n c y ,   t h e r e f o r e   t h e   de s i g n  i n c l ude   do ub l e   s t a ge   s y n c h r o ni z e r  i n s i de   t h e   b r i dge   t o   a v o i d  s e t up  a n d   t i m e   v i o l a t i o n  a s   s h o w n   i n  F i gu r e   2.   T h e   de s i g n  i s   v e r i fy   by   us i n g  m o dul e   A H B   dr i v e r  a n d   m o ni t o r  t o   a c t   a s   a   m a s t e r  f o r   t h o s e   b us e s .   T h e s e   c o n t r o l   s i g n a l s   a n d   c l o c k  a r e   i n s e r t e d   t hr o ug h  a n  i nt e rn a l   m e m o r y   t ha t   a c t   a s   a   b us   m a s t e r.   T hi s   b us   m a s t e r  w i l l   w ri t e   s o m e   d a t a   t o   t h e   b ri dge   a n d  r e c e i v e   i t   a f t e r  pa s s i ng  t hr o ug h   b r i dge   a n d   c o m pa r e   t h e   r e s ul t .   W h i l e   t h e   A P B   d r i v e r  a n d   m o n i t o r  a l s o   i n s e r t   t h e   s i g na l s   r e c e i v e d  f r o m   t h e   b ri dge .   T h e   r e s ul t   w a s   s uc c e s s f ul l y   s y n t h e s i z e d.           F i gu r e   2 .   D o ub l e   s y n c hr o ni z e r  i n  t h e   b r i dge   [5 ]       In  p a pe r  [6 ] ,   t h e   a u t h o r  de s i g n  a   l o w   pow e r   A M B A   b r i dge .   T h e   de s i g n  c o n s i s t s   o f   a   b r i d ge ,     a n d   a   s e c ur e   U A R T   a s   t h e   A P B   s l a v e .   T h e   de s i g n  a l s o   h a v e   a   f e w   s t a t e s   t o   de t e r m i n e   t h e   d a t a   t r a n s f e r  s t a ge   a s   s h o w n   i n  F i gu r e   3.   T h e   b ri dge   w i l l   ke e p  m o n i t o r   t h e   s i g n a l   i n   t h e   i dl e   s t a t e .   T he   s i g n a l   w i l l   go   w r i t e   s t a t e   o r  r e a d   s t a t e   de pe n d  o n   t h e   H W R IT E   s i g na l .   If   t h e   s t a t e s   i s   i n  r e a d  s t a t e s ,   P S E L   w i l l   i n s e rt .   T h e   n e xt   s t a t e   w i l l   b e   R E A D O K   a l l o w   t h e   d a t a   t o   f e t c h   b a c k  t o   t h e   p r o c e s s o r .   T he n   t h e   s t a t e   w i l l   go   b a c k  t o   i d l e   s t a t e .   T h e   s a m e   pr o c e s s   w i l l   go   t hr o ug h   i n   t h e   w r i t e   s t a t e .   T h e   r e s ul t   a l s o   s h o w n   t ha t   t h e   A M B A   3  s pe c i f i c a t i o n   m a na ge   t o   r e duc e   6%   po w e r   a n d   10%   a r e a .   A pa r t   f r o m   t ha t ,   t h e   a ut h o r  i n  pa pe r  [7 ]  ha d   de s i g n  a n  IIC   I P   w i t h  A v a l o n  b us .   T h e   de s i g n  c o m b i n e   w i t h   o t h e r  I P s   i n   Q u a r t us   II  us i ng  S y s t e m   o n   P r o gra m m a b l e   Chi p  (S O P C)  t o   b e c o m e   a   c o m pl e t e   s y s t e m .     T h e   de s i g n  w a s   v e r i fy   us i n g   A t m e l   I IC  m e m o r y .   T h e   S O P C  w i l l   ha n dl e   a n d   ge n e ra t e   t h e   b e s t   A v a l o n  b us   f or  t h e   de s i g n .   T h e   de s i g n  i n c l ude   a   b us   c o n t r o l l e r,   s t a t e   m a c h i n e   a nd   r e a d   a nd   w r i t e   c o n t r o l l e r  a s   s h o w n   i n  F i gu r e   4 .   T h e   de s i g n  s y s t e m   i n c l ude   pr o c e s s o r ,   m e m o r y ,   P IO ,   a n d   J T A G .   T h e   a ut h o r   t h e n  a s s i g n  t h e   b a s e   a dd r e s s   a nd  i nt e rr up t   s e t t i n gs   f o r   t h e   pe r i p h e ra l .   N e xt ,   t h e   S O P C  s y s t e m   w a s   ge n e ra t e d .   A   s o f t w a r e   w a s   i n c l ude d  t o   v e r i fy   t h e   f un c t i o n a l i t y   of   t h e   IIC  IP   c o r e   by   r e a d  a n d   w r i t e   o pe r a t i o n   o n   t h e   IIC   m e m o r y .   T h e   r e s ul t   s h o w   t h a t   t h e   de s i g n  c a n  b e   f a s t   ge n e ra t e   us i n g   S O P C  a n d   s h o r t e n  t h e   de v e l o pm e n t   c y c l e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 ,  M a y   201 9  :     78 8   –   79 5   790       F i gu r e   3 .   T h e   s t a t e   m a c h i n e   o f   t h e   b r i dge   [6 ]           F i gu r e   4 .   T h e   de s i g n  o f   t h e   I IC  IP   [7 ]       In  p a pe r  [8 ] ,   t h e   a u t h o r  p r o po s e d  a   t w o   l a y e r   o f   b us e s   w o r ki n g   b a s e d  o n  t h e   W i s h b o n e   s t ruc t u r e .   T h e   do ub l e   b us   i n t e r c o nn e c t   w i t h  t h e   pe ri p h e r a l s   b a s e d  o n  t he   s pe e d  of   t h e   de v i c e .   T h e   m a i n  pu rpo s e   fo r   t hi s   t y p e   of   a r c h i t e c t u r e   i s   b e c a us e   t h e   c o n v e n t i o n  w i s h b o n e   b us   do e s   n o t   di f f e r e n t i a t e   h i g h  s pe e d  b us   a n d   l o w   s pe e d  b us .   T h i s   w i l l   c a us e   t h e   w h o l e   s y s t e m   t o   r u n  a t   t h e   s pe e d  o f   t h e   s l o w e s t   pe ri p h e r a l .   T h e   de s i g n   t h e n  w a s   c o n n e c t   w i t h  di f f e r e n t   de v i c e s   t o   fo r m   a   s y s t e m   b a s e d  o n   t h e   do ub l e   b us .     T h e   i n t e r c o nn e c t   s t r uc t u r e   f o r   t h e   b us   i s   a   i n t e r c o nn e c t   m a t r i x   w hi c h  ut i l i z e   t h e   c r o s s b a r  s w i t c h  i n t e r c o nn e c t i o n   s t ruc t u r e .   I t   a l l o w   di ffe r e n t   m a s t e r   a n d  d i f f e r e n t   s l a v e   c o m m uni c a t e   s i m ul t a n e o us l y   b a s e d  o n   t h e   p r i o r i t y .   T h e   de s i g n  i n c l ude   a   b us   b ri dge   b e t w e e n   t h e   w b _c o n m a x   t o   e n c o de   t h e   a dd r e s s   a n d   s y n c hr o n i z e   t h e   c l o c k.   T h e   s y s t e m   w a s   t h e n   t a r ge t e d  t o   X i l i nx  f o r   v e r i f i c a t i o n   a s   s h o w n   i n   F i g u r e   5.   T h e   r e s ul t   s h o w   t ha t   t h e   pr o po s e d  de s i gn  i n c r e a s e   t h e   l o gi c   ga t e   b ut   r e duc e   po w e r   c on s u m pt i o n.           F i gu r e   5 .  T h e   t w o   l a y e r   b r i dge   [8 ]   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   o f   A M B A   br i d ge   pr ot o c ol   i n  S oC   de s i gn  ( W ang  H ang   Sua n )   791   T h e   o t h e r   a u t h o r  [9 ] ,   h a d   p r o po s e   a n  o f f - t h e - s h e l f   m i c r o c ont r o l l e r  S o C  s y s t e m   f o r   s y s t e m   c o n t r o l   a n d  s uppo r t   f u n c t i o n   f o r   c o m pl e x  c o m put e r   n o de .   T h e   s y s t e m   c o n s i s t s   o f   P ow e r P C  440  p r o c e s s o r ,   d i gi t a l   In p ut   O u t pu t ,   I IC,   J T A G   a nd  e t c .   T h e   s y s t e m   us e   IB M   Co r e Co nn e c t   a s   i nt e rn a l   b us   c o m m uni c a t i o n.     T h e   S y s t e m   h a v e   t h e   c a p a b i l i t y   t o   c o nn e c t   E t h e rn e t   b a s e d  a nd   r u n  t h e   a pp l i c a t i o n  i n  o r de r  t o   a c c e s s   t h e   s y s t e m   m a na ge m e n t   u n i t s .   T h e   de s i g n   a l s o   i n c l ude   h o t   p l ug  f o r   t h e   e xc h a nge   o f   t h i s   m i c r o c o n t r o l l e r  w i t h o ut   a f f e c t   t h e   s y s t e m   o pe r a t i o n .   T h e   s y s t e m   c a n   o pe ra t e   s i m u l t a n e o us l y   o r   a s   m a s t e r   a n d  s l a v e   m o de .   T h e   s l a v e   w i l l   r e pl a c e   t h e   m a s t e r  t o   c o n t i n ue   t h e   t a s k   i f   t h e   m a s t e r   f a u l t .   T h e   b us   us e   i n  t h e   de s i g n  i s   P r o c e s s o r   L o c a l   B us   (P L B )  w h i c h   b a s e d  o n   Co r e Co nn e c t   a r c h i t e c t ur e   a s   s h o w n   i n   F i gu r e   6 .           F i gu r e   6 .  T h e   o ff - s h e l f   m i c r o c o n t r o l l e r  s y s t e m   [9 ]       T h e   b us   ha s   a   hi g h  b a n dw i dt h  w i t h  16 6M H z ,   128   b i t s   da t a   b us   a n d   a   r o u n d - r o b i n  s c h e m e   t o   s e l e c t   t h e   de v i c e s .   T h e   de s i g n  w a r e   v e r i f i e d  us i ng  C a de n c e   S i m u l a t o r   a n d  Ca de n c e   P a l l a d i um   II  ha r dw a r e   a c c e l e r a t o r.   In   c o n c l us i o n,   a f t e r  a   f e w   pa pe r   h a v e   b e e n   r e v i e w e d,   s om e   a s pe c t   o f   t h e   b us   w a s   c o m pa r e d  a s   s h o w n   i n   T a b l e   1 .   M o s t   o f   t h e   b us e s   i s   a n   o pe n   a r c h i t e c t u r e ,   w h i c h   m e a n  a n y o n e   i s   a l l o w   t o   b ui l d  t h e   c o de .   T h e   de s i g n  o f   S o C  r e qui r e   a   s t a n d a r d   b us   s i g n a l   i n   o r d e r   t o   a c h i e v e   t i m e - to - m a r ke t .   B e s i de s ,   t h e   b us   a r c hi t e c t u r e   n e e d  t ra n s f e r   d a t a   w i t h o ut   a n y   e rr o r  f o r   di f f e r e n t   f r e que n c y .   Th e   b us e s   us e   t o   c o m pa r e   a r e   A M B A ,   A v a l o n ,   W i s h b o n e   a n d   IB M   Co r e Co nn e c t .   T h e   A M B A   ha s   32  b i t s   d a t a   b us   a n d   c a n   s uppo r t   up  t o   100M H z   w h i c h  i s   s ui t a b l e   fo r   m i c r o c o n t r o l l e r .   M e a n w h i l e ,   Co r e - c o n n e c t   ha s   128   b i t s   a n d   c a n   s u ppo r t   166M H z   i s   s ui t a b l e   f o r   hi g h   e n d   de v i c e .   It   i s   f o un d  t h a t   t h e   A M B A   h o l d  m o r e   a dv a nt a ge   t ha n   o t h e r   t y pe   of   b us e s   f o r   c e r t a i n   a pp l i c a t i o n .   T h e r e f o r e ,   f o r   t h i s   pa pe r,   A M B A   b us   a n d   b r i dge   w a s   c h o s e n   a s   t h e   r e s e a r c h  pu rpo s e s   fo r   s m a l l   a pp l i c a t i o n .   D e s i g n  s uc h  a s   A E S   [10 ]   w i t h  A M B A   i n t e r f a c e   c a n  b e   a dde d  e a s i l y   a s   t h e y   h a v e   s t a n d a r d   i nt e r f a c e .       T a b l e   1 .   Co m p a r i s o n  o f   D i ff e r e n t   B us e s   F e a t u r e s   [ 5 ,  6 ]   [ 7 ]   [ 8 ]   [ 9 ]   T y p e   o f  b u s   A M B A   A v a l o n   W i s h b o n e   Co r e C o n n e c t   T o p o l o g y   S h a r e d   b u s   A v a l o n   M M   Cro s s b a r  s w i t c h   P L B   A r b i t ra t i o n   N o t   u s e d   N o t   u s e d   P a ra m e t e ri z e d   Ro u n d   R o b i n   F re q u e n c y   1 0 0 M H z   1 0 0 M H z   1 0 0 M H z   1 6 6 M H z   D e v e l o p m e n t   c y c l e   F a s t   F a s t   M e d i u m   M e d i u m   L i c e n s e   No   Y e s   No   No       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 ,  M a y   201 9  :     78 8   –   79 5   792   2.   R ES EA R C H   M ET H O D   In  t h i s   p a pe r ,   a   s y s t e m   w i t h  a   p r o c e s s o r ,   a n  A M B A   b us   a n d   a   b ri dge   a r e   de s i g n e d.   T h e   s y s t e m     us i n g  2   A P B   m o dul e   a c t   a s   R A M   a n d   R O M   t o   t e s t   t h e   b r i d ge   [11][12] .   T h e   b r i dge   i s   de s i g n  t o   ha n dl e   t w o  di f fe r e nt   f r e que n c y ,   w h i c h  t h e   A P B   f r e que n c y   i s   h a l f   o f   t h e   A H B .   T h e   b r i d ge   ha s   b e e n   m o di fy   f r o m   t h e   A R M   b r i dge   w i t h   t h e   d e c o de r   i s   b ui l d  i n s i de   o n  i t .   T h e   S R A M   w i l l   l a t e r  s t o r e   t h e   a pp l i c a t i o n  p r o gra m   t o   v e r i f y   t h e   de s i g n .   T h e   L E D   IP   i n  t hi s   de s i g n  a l s o   a c t   a s   a   v e r i f i c a t i o n  r e f e r e n c e   t o   c h e c k  w h e t h e r  t h e   b r i dge   s e l e c t   t h e   i n t e n de d   IP . T h e   s y s t e m   de s i gn  i s   i l l us t r a t e d    i n   F i gu r e   7 .           F i gu r e   7 .  T h e   p r o po s e   s y s t e m   a r c h i t e c t ur e       N e xt ,   t hi s   IP   i s   i n t e g ra t e d  i nt o   t h e   s y s t e m .   T h e   m e m o r y   m a p  i s   de s i g n e d  a s   s h o w n   i n  T a b l e   2.     T h e   R A M   i s   de s i g n   w i t h  o nl y   o n e   a dd r e s s   r e gi s t e r  w i t h  32   b i t s .   T h e   R A M   w i l l   b e   s t o r e   r e s ul t   t e m po ra r i l y   da t a   w h i c h  c a n  b e   i n c r e a s e   t h e   w i dt h  i f   n e e de d.   B e s i de s ,   t he   R O M   i s   de s i g n  w i t h  o n l y   fo ur  a dd r e s s   r e gi s t e r   w h i c h  s t o r e   s o m e   d a t a   w h i c h  i s   0 x40 ,   0x30 ,   0x20 ,   a n d   0x1 0  a s   s h o w n  i n  T a b l e   3.   T h e   b us   w i l l   c h o o s e   t h e   a dd r e s s   b a s e d  o n   t h e   a ppl i c a t i o n   p r o gra m .       T a b l e   2 .   IP   b a s e   A dd r e s s   M o d u l e   Ba s e   A d d re s s   E n d   A d d re s s   SR AM   0 x 0 0 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 4 F F F _ F F F F   LED   0 x 5 0 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 5 0 F F _ F F F F   RA M   0 x 5 1 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 5 1 F F _ F F F F   RO M   0 x 5 2 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 5 2 F F _ F F F F   W a t c h d o g   0 x 5 3 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 5 3 F F _ F F F F       T a b l e   3 .  R O M   A dd r e s s   M o d u l e   Ba s e   A d d re s s   D a t a   RO M   0 x 5 2 0 0 _ 0 0 0 0   0 x 4 0   0 x 5 2 0 0 _ 0 0 0 4   0 x 3 0   0 x 5 2 0 0 _ 0 0 0 8   0 x 2 0   0 x 5 2 0 0 _ 0 0 0 C   0 x 1 0     T h e   n e xt   s t e p   i s   us i ng  a   H e x  f i l e   t o   v e r i fy   t h e   de s i g n   us i n g   s i m u l a t i o n  w a v e f o r m   [1 3] .   T h e   H e x  f i l e   fo r   t h e   p r o c e s s o r   t o   r u n  t h e   p r o gra m   i s   c r e a t e d   us i ng  K e i l   s of t w a r e .   T h e   H e x  f i l e   i s   o n l y   b i n a r y   c o de   w h i c h  o n l y   c a n  b e   u nde r s t a n d   b y   pr o c e s s o r .   T h e r e   a r e   t w o   s t e ps   t o   r u n  t h e   p r o gra m .   F i r s t ,   t h e   p r o gra m   w r i t e   a   v a l ue   a n d  a   de l a y   fo r   t h e   L E D   IP   t o   a c t   a s   a   b l i n k i n g  L E D .   T h e n,   t h e   R A M   s t o r e   t h e   da t a   f r o m   S R A M   i n   A H B   s i de   w h i c h  i s   w ri t t e n  i n  t h e   p r o g r a m .   W hi l e   i n  n e xt   s t e p   t h e   R O M   da t a   t h a t   p r e - s t o r e d   i n  t h e   V e ri l o g  i s   s t o r e d  i n t o   t h e   R A M . T h e   de s i g n  o f   t h i s   s y s t e m   us e   A M B A   b us   a s   t h e   i nt e rna l   c o m m u ni c a t i o n.   T h e   de s i g n  o f   R A M   a n d  R O M   c o n t a i n  A P B   i n t e r f a c e   t o   c o m m uni c a t e   w i t h  A M B A .       3.   R ES U LTS   A N D   A N A L Y S I S   T h e   s i m ul a t i o n  r e s ul t   us i ng  S y n o ps y s   i s   s h o w n   i n  F i gu r e   8 .   T h e   r e s ul t   s h o w n   t h e   R A M   s t o r e   t h e   r e s ul t   0xF   a n d  0x8  i n   t h e   f i r s t   t w o   da t a   s e t .   T h i s   s t o r e   i s   t o   p rov e   t h a t   t h e   b r i d ge   i s   c a p a b l e   t o   w r i t e   t h e   d a t a   t o  t h e   i n t e n de d  pe r i p h e ra l s .   T h e   R A M   t h e n   s t o r e   t h e   v a l ue   f r o m   R O M   w h i c h  a r e   0x4 0,   0x30 ,   0x2 0  a nd  0x1 0.     It   s h o w s   t ha t   t h e   b r i dge   a b l e   t o   r e a d   da t a   f r o m   i t s   pe r i p h e ra l   a n d  t r a n s f e r  t o   o t h e r  de v i c e .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   o f   A M B A   br i d ge   pr ot o c ol   i n  S oC   de s i gn  ( W ang  H ang   Sua n )   793   It   c a n  b e   n o t i c e d  t ha t   t h e   P CL K   i s   ha l f   o f   t h e   f r e que n c y   o f   c l k  o r  H CL K .   It   c a n  a l s o   b e   n o t i c e   t h a t   t h e   a dd r e s s   i s   po i nt   t o   t h e   i nt e n de d   IP   w hi l e   t ra n s f e r   t h e   da t a .   F o r  e xa m p l e ,   t h e   0x3 0   w a s   r e a d   b a s e d  o n  t h e   a dd r e s s   w h i c h  i s   0x 5200_0 004  ( r e d  c i r c l e ) .   T h e   b r i d ge   b a s i c a l l y   c o n t r o l   t h e   P E N A B L E ,   P S E L ,     a n d  P W R IT E .   T h e s e   s i g na l s   a r e   p u r po s e l y   e xt e n de d  u nt i l   t h e   n e xt   c y c l e   fo r   s y n c hr o n o us   pu rpo s e s .   T h e   r e s ul t   s h o w   t ha t   t h e   d a t a   t r a n s f e r   a s   i nt e n de d  e v e n   w i t h   di f fe r e nt   c l o c k  f r e que n c y .   T h e   p r o c e s s o r   Co r t e x - M 0  i s   o b t a i n e d  f r o m   A R M   o ff i c i a l   w e bs i t e   [14 ] [15 ]   t hr o ug h  A R M   U n i v e r s i t y   P r o gra m .           F i gu r e   8 .   T h e   s i m ul a t i o n  r e s ul t   f o r   t h e   b r i dge   a n d   t h e   i nt e nde d  IP   s i g n a l       4.   C O N C LU S I O N   T h i s   pa pe r  h a s   p r e s e n t e d  t h e   de s i g n  o f   a   s y s t e m   w i t h   a   b r i dge .   T h e   m a i n  go a l   o f   t hi s   e f fo r t   i s   t o   de s i gn  a   b r i dge   t h a t   c a n   t ra n s f e r   da t a   b e t w e e n   t w o   b us e s   w i t h   d i f f e r e n t   f r e que n c y .   T h e   w o r k  i s   i m p l e m e n t   i n t o   a   s y s t e m   f r o m   t h e   w o r k  p r o po s e d  by   [16] .   T h i s   w i l l   r e duc e   s o m e   pow e r   c o n s um p t i o n.   T h e   r e s ul t   a l s o  s h o w n   t ha t   t h e   s y s t e m   ha d  t r a n s f e r  t h e   d a t a   a c c ura t e l y .   In  f ut u r e   s t udy ,   t h e   R A M   a n d   R O M   IP   c a n  b e   s ub s t i t ut e   w i t h   a   m o r e   s pe c i f i c   pu r po s e   IP   f o r   a   s m a l l   a ppl i c a t i o n.       A C K N O WL ED G E M EN TS   T h i s   r e s e a r c h  w a s   pa rt   o f   3D   (D e m a n d ,   D r i v e n ,   a n d   D e ve l o pm e n t )  p r o gra m   s uppo r t e d  by   T a l e nt Co r p   M a l a y s i a .       R EF ER EN C ES     [ 1]   C .   F a n ,   C .   L a n,   Y .   B o ,   a nd   O .   R a m ,   “ D e s i g ni ng   W I S H B O N E   t o   A M B A   W r a pp e r , ”   pp .   403 – 406 ,   2009 .   [ 2]   S .   S o m ba t s i r i ,   K .   K o ba s hi ,   K .   S a ka nus hi ,   Y .   T a ke uc hi ,   a nd   M .   I m a i ,   “ A n  A M B A   H i e r a r c hi c a l   S h a r e d   B us   A r c hi t e c t ur e   D e s i g n  S pa c e   E xp l o r a t i o n  M e t ho d  C o ns i de r i ng   P i pe l i n e   ,   B u r s t   a nd   S pl i t   T r a n s a c t i o n , ”   201 3.   [ 3]   K .   R a w a t   a nd   K .   S a h ni ,   “ D e s i g n  o f   A M B A   A P B   B r i dg   g e   w i t h   R e s e t   C o nt r o l l e r   f o r   E f f i c i e n t   P o w e r   C o ns um pt i o n. ”   [ 4]   A R M   L t d,   “ A M B A   A P B   P r o t o c o l   S pe c i f i c a t i o n, ”   20 10 .   [ 5]   R .   M .   V a n i   a nd   M .   R o o pa ,   “ D e s i g n  o f   A H B 2A P B   B r i dg e   f o r   di f f e r e n t   p ha s e   a nd   F r e que nc y , ”   v o l .   3 ,   no .   2 ,   p p.   190 – 1 95,   2 011 .   [ 6]   A .   P a uni ka r   a n d  R .   G a v a nk a r ,   “ D e s i g n  a nd  I m pl e m e n t a t i o n  o f   A r e a   E f f i c i e nt ,   L o w   P o w e r   A M B A - A P B   B r i dg e   f o r   S o C . ”   [ 7]   H .   J i   a n d  Y .   W a ng ,   “ T he   D e s i g n  a nd   S i m ul a t i o n  o f   I I C   C o m m uni c a t i o n  S O P C   C o r e   B a s e d   o n  A v a l o n  B us , ”   201 5.   [ 8]   C .   D o ngy e ,   “ D e s i g n   o f   t he   O n - c hi p   B us   B a s e d   o n  W i s hbo ne , ”   pp .   3 653 – 3 656 ,   2011 .   [ 9]   J .   S a a l m ue l l e r   a n d  J .   W u e r t z ,   “ E m be dd e d  c o nt r o l l e r s   f o r   s o l v i ng   c o m pl e x  i n dus t r y   a pp l i c a t i o ns , ”   i n  2006   I E E E   I nt e r n at i on al   Sy s t e m s - on - C hi p  C onf e r e nc e ,   SO C ,   p p.   14 9 – 15 2 ,   20 0 7 .   [ 10]   P .   C e m i n a r i ,   A .   A r e l o v i c h,   a nd   D .   F e d e r i c o ,   “ A E S   b l o c k  c i phe r   i m pl e m e nt a t i o ns   w i t h  A M B A - A H B   i nt e r f a c e , ”   pp .   1 – 4,   2 017   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                IS S N :   2502 - 4752   In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i ,   V o l .   14 ,   N o .   2 ,  M a y   201 9  :     78 8   –   79 5   794   [ 11]   H .   S ha h ,   R .   P .   C h i nm a y   M o di ,   a nd   B .   T a r pa r a ,   “ D e s i g n   &   I m pl e m e nt a t i o n  o f   A dv a nc e   P e r i ph e r a l   B u s   P r o t o c o l , ”   I nt .   J .   S c i .   E ng .   A pp l .   S c i . ,   no .   13 ,   pp .   2395 – 347 0,   20 15.   [ 12]   M .   K .   S .   P a t i l ,   P .   G .   D .   S a l u nke ,   B .   L .   M a ha j a n ,   a nd   A .   S .   H i w a l e ,   “ I m pl e m e nt a t i o n  o f   A H B   P r o t o c o l   U s i ng   F P G A , ”   no .   4,   p p.   11 22 – 1 131 ,   2012 .   [ 13]   S .   S ha r m a   a nd   S .   M .   S a kt hi v e l ,   “ D e s i g n  a nd   v e r i f i c a t i o n  o f   A M B A   A P B   pr o t o c o l , ”   L e c t .   N o t e s   E l e c t r .   E ng . ,   v o l .   469,   no .   1 ,   pp.   2 47 – 2 59,   2 018 .   [ 14]   A R M   L t d,   C or t e x - M 0   t e c hn i c al   r e f e r e nc e   m anu al .   200 9.   [ 15]   A R M   L t d,   “ S up po r t i ng   a c a de m i a   t o w a r ds   t o m o r r o w ’ s   t e c hno l o gy , ”   A R M   L t d .   [ 16]   S ha nk a r ,   D .   G i r dh a r ,   a nd  N .   K .   S huk l a ,   “ D e s i g n  a nd  V e r i f i c a t i o n  o f   A M B A   A P B   P r o t o c o l , ”   I nt .   J .   C om p ut .   A p pl . ,  vol .   95,   no .   21 ,   pp .   29 – 3 5,   20 14 .       B I O G R A P H I ES   O F   A U T H O R S       Wan g   H an g   S u an   i s   g r a dua t e d  w i t h   B . E ng   ( H o ns . )   E l e c t r o ni c   E n g i ne e r i ng   f r o m   U n i v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U ni M A P )   i n  20 16.   C u r r e nt l y ,   he   i s   c o nt i nui n g   hi s   M . S c   i n  t h e   s a m e   uni v e r s i t y .   H e   p r e v i o us l y   di d   h i s   i n t e r ns h i p   a t   I na r i   S dn   B hd,   a n d  w a s   r e s po ns i b l e   t o   h e l p   e ng i ne e r   t o   s e t u p  a n  e l e c t r o ni c   t e s t   m a c hi ne   ( A T E ) .   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t   i s   o n  f ul l   c h i p  R T L   i nt e g r a t i o n  f o r   s y s t e m - on - c hi p  de s i g n.         A s r a l   B ah a r i   Jam b e k   i s   a   m e m be r   o f   t he   S c ho o l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng ,   U n i v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U n i M A P ) ,   a nd  w a s   a   P r o g r a m m e   C ha i r p e r s o n  f o r   t he   E l e c t r o ni c s   E ng i ne e r i ng   D e g r e e   P r o g r a m m e ,   U ni M A P .   H e   ha s   m o r e   t ha n   15  y e a r s   e x pe r i e nc e   i n   i nt e g r a t e d   c i r c ui t   a nd   s y s t e m   de s i g n   i n   bo t h   t he   i nd us t r y   a nd   a c a d e m i c   s e c t o r s ,   a n d   ha s   be e n   i nv o l v e d  a t   v a r i o us   l e v e l s   o f   V L S I   de s i g n  s uc h  a s   t r a ns i s t o r   m o de l l i ng ,   d i g i t a l   c i r c ui t   de s i g n,   a na l o g ue   c i r c ui t   de s i g n ,   l o g i c   s y nt he s i s   a nd   phy s i c a l   p l a c e   a nd   r o u t e ,   a r c hi t e c t u r e   de s i g n   a nd   a l g o r i t hm   de v e l o pm e nt .   C ur r e nt l y ,   he   i s   a c t i v e l y   r e s e a r c hi ng   n e w   t e c hn i qu e s   t o   m i ni m i z e   po w e r   c o ns um pt i o n  i n   po r t a b l e   s y s t e m - on - c hi p  de s i g n .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t s   i nc l u de   i nt e g r a t e d   c i r c ui t s   a n d   s y s t e m s   de s i g n,   di g i t a l   s i g na l   p r o c e s s i ng   ( D S P ) ,   l o w   po w e r   a l g o r i t hm s   a n d  a r c hi t e c t u r e s   de s i g n,   a nd   i m a g e   a nd   v i de o   p r o c e s s i ng .         M o h d   N az r i n   M d   I s a   i s   a   s e n i o r   l e c t u r e r   i n   t h e   S c ho o l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   E ng i ne e r i ng   a t   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U n i M A P ) .   C u r r e nt l y ,   he   i s   a   m e m b e r   o f   I nt e g r a t e d   C i r c ui t s   a nd   S y s t e m s   D e s i g n  ( I C A S e )   g r o up.   H i s   r e s e a r c h  i nt e r e s t s   i nc l ude   r e c o n f i g ur a bl e   a r c hi t e c t u r e s ,   bi o i nf o r m a t i c s   a nd   c o m put a t i o na l   b i o l o gy ,   f i e l d   pr o g r a m m a b l e   g a t e   a r r a y   ( F P G A )   a n d   A S I C   de s i g n.   H e   g r a dua t e d   hi s   do c t o r a t e   s t udy   f r o m   t he   U ni v e r s i t y   o f   E di nb ur g h,   S c o t l a nd ,   U K   i n   2013 .   H i s   P hD   t h e s i s   e n t i t l e d   " H i g h   P e r f o r m a nc e   R e c o nf i g ur a bl e   A r c hi t e c t ur e s   f o r   B i o l o g i c a l   S e que nc e   A l i g nm e n t s "   P r i o r   t o   t ha t ,   D r .   N a z r i n   r e c e i v e d   h i s   M S c   i n   E l e c t r o ni c   S y s t e m   D e s i g n   E ng i ne e r i ng   f r o m   U n i v e r s i t i   S a i n s   M a l a y s i a ,   P e na ng   a nd  B a c he l o r   D e g r e e   w i t h   ho n o ur s   i n  E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   K U i T T H O ,   J o ho r   i n   i n  200 5  a n d  2003   r e s pe c t i v e l y .         A z i z i   b i n   H ar u n   c ur r e nt l y   i s   a   s e n i o r   l e c t u r e r   i n   t h e   S c ho o l   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   E ng i n e e r i ng   a t   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U ni M A P ) .   H e   g r a dua t e d   hi s   do c t o r a t e   s t udy   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U n i M A P )   m a j o r i ng   i n   M e c ha t r o ni c   E ng i ne e r i n g .  H i s   P hD   t h e s i s   e nt i t l e d   “ D e v e l o pm e nt   o f   W i r e l e s s   S e n s o r   N e t w o r k   ( W S N )   i n   A g r i c ul t u r a l   E nv i r o nm e n t   i n  N o r t he r n   M a l a y s i a ” .   H i s   r e s e a r c h  i n t e r e s t   i s   m a i nl y   f oc us   o n  w i r e l e s s   s e ns o r   ne t w o r k ,   C M O S   m i x e r   a nd  i n t e g r a t e d  w i r e l e s s   s y s t e m .       Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
In do n e s i a n  J   E l e c   E ng  &   Co m p  S c i     IS S N :   2502 - 4752       D e s i gn   and   i m p l e m e nt a t i on   o f   A M B A   br i d ge   pr ot o c ol   i n  S oC   de s i gn  ( W ang  H ang   Sua n )   795     S h ai f u l   N I z am   B i n   M o h y ar   i s   a   s e ni o r   l e c t ur e r   i n   t he   S c ho o l   o f   M i c r o e l e c t r o n i c   E ng i ne e r i ng   a t   U ni v e r s i t i   M a l a y s i a   P e r l i s   ( U n i M A P ) .   H e   g r a dua t e d  h i s   do c t o r a t e   s t udy   f r o m   t he   G unm a   U ni v e r s i t y ,   J a pa n,   m a j o r i ng   i n   E l e c t r o ni c   &   I nf o r m a t i c s   E ng i ne e r i ng .   H i s   P hD   t he s i s   e n t i t l e d   “ D i g i t a l   A l g o r i t hm s   f o r   L i ne a r i t y   I m pr ov e m e nt   o f   C ur r e n t - S t e e r i ng   D i g i t a l - to - A na l o g  C o nv e r t e r ” .   C ur r e nt l y ,   he   i s   a   m e m b e r   o f   I E E E   S o l i d - S t a t e   C i r c ui t s   S o c i e t y           Z u l f i q a r   A l i   r e c e i v e d   B a c he l o r   i n   E l e c t r i c a l   E ng i ne e r i ng   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   o f   F l o r i d a   G a i ne s v i l l e   a nd   M a s t e r   i n   E l e c t r o ni c   S y s t e m   D e s i g n   f r o m   U n i v e r s i t y   o f   S o ut ha m pt o n,   U K .   H e   i s   c ur r e n t l y   a   l e c t ur e r   o f   S c ho o l   o f   E l e c t r i c a l   a nd   E l e c t r o ni c   U n i v e r s i t i   S a i n s   M a l a y s i a .   H e   i s   a l s o   a   f e l l o w   o f   C e nt r e   o f   M i c r o e l e c t r o ni c   ( C E D E C )   f o r   t r a i n i ng   a nd  pub l i c i t y .     P r i o r   o f   j o i n i ng   U ni v e r s i t i   S a i ns   M a l a y s i a   Z ul f i qa r   w o r ke d   a s   A dv a nc e d  M a s k   D e s i g n   E ng i ne e r   a t   A l t e r a   P e n a ng   f o r   5   y e a r s .   A f t e r   f i n i s he d   h i s   M a s t e r   f r o m   t he   U n i v e r s i t y   o f   S o ut ha m p t o n  he   j o i ne d   I C M I C   C y be r j a y a   a s   I C   D e s i g n  S t a f f   E ng i ne e r   w he r e   h e   i s   r e s po ns i b l e   f o r   a   de r i v a t i v e   de s i g n  o f   r e s i s t o r   s t r i ng   D i g i t a l   t o   A na l o g   C o nv e r t e r .   H i s   f o c us   hi s   r e s e a r c h  i nt e r e s t   is   i n   d a t a   c o nv e r t e r   de s i g n .                                                                     Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.