码迷,mamicode.com
首页 > 其他好文 > 详细

AMBA总线概述

时间:2016-05-13 02:37:58      阅读:316      评论:0      收藏:0      [点我收藏+]

标签:

一、概述

高级微控制器总线体系(AMBA)规范定义了在设计高性能嵌入式微控制器时的一种片上通信标准。

AMBA2.0标准定义了3种不同的总线:

l 高级高性能总线(AHB

l 高级系统总线(ASB

l 高级外设总线(APB

一般的系统会选择AHB/ASB+APB的总线架构,图1是一个典型的AMBA系统

技术分享

 

图 典型AMBA系统

 

AMBA AHB用于高性能、高时钟频率的系统模块;AMBA APB则用于低功耗外设。

 

1AHB信号列表

 

信号名

来源

描述

HCLK

时钟源

总线时钟,其他总线信号参考对齐于HCLK上升沿

HRESETn

复位控制器

总线复位信号,低有效

HADDR[31:0]

主机

AHB地址总线

HTRANS[10]

主机

表示传输类型,有空闲、非连续、连续、忙

HWRITE

主机

高电平表示写,低电平表示读

HSIZE[20]

主机

传输大小,典型情况有字节(8bit)、半字(16bit)、字(32bit),最大到1024bit

HBURST[2:0]

主机

表示传输是否组成突发

HPROT[30]

主机

提供总线访问的附加信息,给那些支持保护级别的模块用

HWDATA[310]

主机

写数据总线,主机向从机写入的数据

HSELx

译码器

每个AHB从机有自己的独立选择信号,表示选择对应从机;由地址总线简单译码得到。

HRDATA[310]

从机

读数据总线,从机向主机返回读的数据

HREADY

从机

为高表示总线传输完成,拉低用来扩展传输周期

HRESP[10]

从机

传输响应,为传输状态提供附加信息。有OKEY,ERROR,RETRY,SPLIT

HBUSREQx

主机

主机x向仲裁器发起一次主机请求

HLOCKx

主机

主机请求锁定对总线的访问,在此信号为低前,其他主机无法获得总线访问。

HGRANTx

仲裁器

表示对对应的主机授予总线访问权限。

HMASTER[30] 

仲裁器

表明那个主机正在进行传输。

HMASTLOCK

仲裁器

表明当前主机正在进行锁定传输

HSPLITx[15:0]

从机

支持分块传输的从机,分块总线上每一位对应一个总线主机。

2APB信号列表

信号名

描述

PCLK

总线时钟,其他总线信号参考对齐于PCLK上升沿

PRESETn

总线复位信号,低有效

PSEL

来自AHB2APB桥的2级译码信号,选中相应外设,表示对应外设即将发生一次传输。

PENABLE

PENABLE表示一次APB传输的第二个时钟周期

PWRITE

读写控制线,高为写,低为读

PRDATA

从机返回的读的内容。->

PWDATA

主机向从机的写入的内容

PADDR

APB地址总线

二、APB总线

1、状态图

用图2所示状态图可以表示APB总线传输过程中的状态转换关系。

技术分享

图 2 APB传输状态图

 

状态说明:

 

IDLE :空闲状态,总线大部分时间处于此状态。

 

SETUP :对应外设的psel信号被断言,表明对应外设即将有传输要求,总线进入SETUP状态。总线在SETUP状态保持一个周期,并总是在下一个时钟上升沿进入ENABLE状态。

 

ENABLE :penable信号被断言,地址、写、选择信号在SETUP进入ENABLE过程中保持不变。ENABLE状态持续一个周期,如果之后没有进一步的传输要求,总线返回到IDLE。如果紧跟另一个传输,则进入SETUP状态,进行第2次传输。

 

2、写传输

 

3表明了一个写传输的过程:

技术分享

图 3 APB写传输

 

如图3所示,一次传输过程中,psel保持两个周期不变,且在此期间,paddrpwrite也保持不变,penablepsel有效的第2个周期有效。为了降低功耗,地址信号和写信号将在传输后不再改变,直到发生下一次传输。协议仅要求使能信号有个规则的跳变,背靠背传输情况下,选择和写信号可能有小跳变。

 

写逻辑推荐写法:

 1 assign wr = psel & pwrite & (penable);
 2 always @(posedge pclk or negege present)
 3 begin
 4     if(!presetn)
 5     begin
 6         REG_A <= 32’h0;
 7     end
 8     else if(wr & paddr = REG_A_ID)
 9     begin
10         REG_A <= pwdata;
11     End
12 end

3、读传输

4是一个读传输时序图:

技术分享

图 4 APB读传输

 

读传输时各信号的时序和写时一样,在读传输中,从机必须在ENABLE周期提供数据,数据在ENABLE末尾的时钟上升沿被采样。

 

读逻辑推荐写法:

 1 assign rd = psel & (~pwrite) & (~penable) ;
 2 always @(*)
 3 begin
 4     if(rd)            //setup 
 5     begin
 6         case(paddr)
 7         REG_A_ID    : prdatanxt = REG_A;
 8         REG_B_ID    : prdatanxt = REG_B;
 9         ……
10         default        : prdatanxt = 32’h0;
11         endcase
12     end
13     else
14     begin
15         prdatanxt = 32’h0;
16     end
17 end
18 always @(posedge pclk or negege present)
19 begin
20     if(!presetn)
21     begin
22         prdata <= 32’h0;
23     end
24     else    begin
25         prdata <=prdatanxt;
26     End
27 end

三 、AHB总线

从上面可以看出,APB总线非常简单,用于一些简单的外设连接非常方便,AHB则要复杂的多。下面简单的对其进行介绍,详细的请参看ARM官方文档。

1、总线互联

AHB使用多路器进行总线互联,总线信号全部为单向传输,相比其他的三态总线,能运作在更高的频率,并且有利于综合实现。图 5AHB总线互联架构:

技术分享

 

图 5 AHB总线互联架构

2、基本传输

AHB传输包含两个不同的部分:

l 地址相位,持续单个周期

l 数据相位,可能需要多个周期,可通过HREADY实现(会影响下一个传输的地址相位。)

图 6-16-26-3为一个AHB总线传输基本时序图:

技术分享

 

图 6-1 AHB传输时序1

技术分享

 

图 6-2 AHB传输时序2

技术分享

 

6-3 AHB传输时序3

 

6-3中,地址A和地址C的传输为零等待传输,地址B的传输插入了一个等待周期,这个等待周期扩展了地址B传输的数据相位,同时影响了地址C传输的地址相位。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

AMBA总线概述

标签:

原文地址:http://blog.csdn.net/lkiller_hust/article/details/51344815

(0)
(0)
   
举报
评论 一句话评论(0
登录后才能评论!
© 2014 mamicode.com 版权所有  联系我们:gaon5@hotmail.com
迷上了代码!