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arm片上總線:AHB and APB

作者: 時(shí)間:2016-11-09 來(lái)源:網(wǎng)絡(luò) 收藏
隨著深亞微米工藝技術(shù)日益成熟,集成電路芯片的規(guī)模越來(lái)越大。數(shù)字IC從基于時(shí)序驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)方法,發(fā)展到基于IP復(fù)用的設(shè)計(jì)方法,并在SOC設(shè)計(jì)中得到了廣泛應(yīng)用。在基于IP復(fù)用的SoC(System on Chip的縮寫(xiě),稱為系統(tǒng)級(jí)芯片,也有稱片上系統(tǒng))設(shè)計(jì)中,片上總線設(shè)計(jì)是最關(guān)鍵的問(wèn)題。為此,業(yè)界出現(xiàn)了很多片上總線標(biāo)準(zhǔn)。其中,由ARM公司推出的AMBA片上總
線受到了廣大IP開(kāi)發(fā)商和SoC系統(tǒng)集成者的青睞,已成為一種流行的工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)片上結(jié)構(gòu)。AMBA規(guī)范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系統(tǒng)總線和APB(Advanced Peripheral Bus)外圍總線。

AHB=Advanced High Performance Bus,譯作高級(jí)高性能總線。如同USB(Universal Serial Bus)一樣,也是一種總線接口。
AHB主要用于高性能模塊(如CPU、DMA和DSP等)之間的連接,作為SoC的片上系統(tǒng)總線,它包括以下一些特性:?jiǎn)蝹€(gè)時(shí)鐘邊沿操作;非三態(tài)的實(shí)現(xiàn)方式;支持突發(fā)傳輸;支持分段傳輸;支持多個(gè)主控制器;可配置32位~128位總線寬度;支持字節(jié)、半字和字的傳輸。AHB 系統(tǒng)由主模塊、從模塊和基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)(Infrastructure)3部分組成,整個(gè)AHB總線上的傳輸都由主模塊發(fā)出,由從模塊負(fù)責(zé)回應(yīng)?;A(chǔ)結(jié)構(gòu)則由仲裁器(arbiter)、主模塊到從模塊的多路器、從模塊到主模塊的多路器、譯碼器(decoder)、虛擬從模塊(dummy Slave)、虛擬主模塊(dummy Master)所組成。其互連結(jié)構(gòu)如圖1所示。針對(duì)Soc設(shè)計(jì)中IP復(fù)用問(wèn)題提出了一種新的解決辦法。傳統(tǒng)的方法是將特定功能模塊的非標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)化為AHB主/從設(shè)備接口。本文提出了一種新的基于ARM的Soc通用平臺(tái)設(shè)計(jì)寄存器總線標(biāo)準(zhǔn)接口,這種設(shè)計(jì)使整個(gè)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰,增強(qiáng)系統(tǒng)的通用性與系統(tǒng)中功能模塊的可移植性。

APB
APB主要用于低帶寬的周邊外設(shè)之間的連接,例如UART、1284等,它的總線架構(gòu)不像AHB支持多個(gè)主模塊,在APB里面唯一的主模塊就是APB 橋。其特性包括:兩個(gè)時(shí)鐘周期傳輸;無(wú)需等待周期和回應(yīng)信號(hào);控制邏輯簡(jiǎn)單,只有四個(gè)控制信號(hào)。
1)系統(tǒng)初始化為IDLE狀態(tài),此時(shí)沒(méi)有傳輸操作,也沒(méi)有選中任何從模塊。2)當(dāng)有傳輸要進(jìn)行時(shí),PSELx=1,PENABLE=0,系統(tǒng)進(jìn)入SETUP狀態(tài),并只會(huì)在SETUP 狀態(tài)停留一個(gè)周期。當(dāng)PCLK的下一個(gè)上升沿時(shí)到來(lái)時(shí),系統(tǒng)進(jìn)入ENABLE 狀態(tài)。
3)系統(tǒng)進(jìn)入ENABLE狀態(tài)時(shí),維持之前在SETUP 狀態(tài)的PADDR、PSEL、PWRITE不變,并將PENABLE置為1。傳輸也只會(huì)在ENABLE狀態(tài)維持一個(gè)周期,在經(jīng)過(guò)SETUP與ENABLE狀態(tài)之后就已完成。之后如果沒(méi)有傳輸要進(jìn)行,就進(jìn)入IDLE狀態(tài)等待;如果有連續(xù)的傳輸,則進(jìn)入SETUP狀態(tài)。

比如S3C2440的block:


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