AHB總線協(xié)議

擴(kuò)展數(shù)據(jù)周期的一個(gè)負(fù)效應(yīng)是必需延長(zhǎng)相應(yīng)的下一筆傳輸?shù)牡刂分芷?。A和C為零等待傳輸，B加入了一個(gè)等待周期，因此相應(yīng)的C地址周期要進(jìn)行擴(kuò)展。

第一個(gè)周期，master發(fā)起一個(gè)操作A，并驅(qū)動(dòng)地址和控制信號(hào);

第二個(gè)周期，slave收到了來自總線的請(qǐng)求，將HREADY信號(hào)拉高;

第二個(gè)周期上升沿后，master發(fā)現(xiàn)有操作B需要執(zhí)行，并且檢查到上一周期的HREADY為高，則發(fā)起第二個(gè)操作B;

第三個(gè)周期，master獲取HREADY信號(hào)為高，表示操作A已經(jīng)完成;

第三個(gè)周期上升沿后，master發(fā)現(xiàn)有操作C需要執(zhí)行，并且檢查到上一周期的HREADY為高，則發(fā)起第三個(gè)操作C;

第三個(gè)周期上升沿后，slave由于繁忙插入了一個(gè)等待狀態(tài)，將HREADY拉低;

第四個(gè)周期，master獲取HREADY信號(hào)為低，知道slave希望等待，于是master保持和上一拍一樣的信號(hào);

第四個(gè)周期，slave處理完了事務(wù)，將HREADY信號(hào)拉高，表示可以繼續(xù)處理;

第五個(gè)周期，master獲取HREADY信號(hào)為高，知道slave已經(jīng)可以處理B操作;

第五個(gè)周期上升沿后，B操作完成;

第六個(gè)周期上升沿后，C操作完成。

需要注意幾點(diǎn)：

HREADY在一定程度上表示了slave的pipeline能力，在AHB中是2個(gè)pipe，也就是總線上最多存在2個(gè)未處理完的transfer。只有當(dāng)總線上未完成的transfer少于2個(gè)時(shí)，master才能發(fā)起操作。

5.4 遞增burst

T1，master傳入地址和控制信號(hào)，因?yàn)槭切碌腷urst開始，transfer的類型是NONSEQ;

T2，由于master不能在第二個(gè)周期里處理第二拍，所以master使用BUSY transfer來為自己延長(zhǎng)一個(gè)周期的時(shí)間。注意，雖然是延長(zhǎng)了一個(gè)周期，但是master需要給出第二個(gè)transfer的地址和控制信號(hào);

T3，slave采集到了master發(fā)來的BUSY，知道m(xù)aster需要等待一拍，所以slave會(huì)忽略這個(gè)BUSY transfer;

T3，master發(fā)起了第二個(gè)transfer，因?yàn)槭峭粋€(gè)burst的第二個(gè)transfer，所以transfer的類型是SEQ;

T5，slave將HREADY信號(hào)拉低，告訴master需要等待一個(gè)周期;

T8時(shí)刻完成最后一個(gè)transfer。

需要注意的 雖然slave會(huì)忽略掉BUSY transfer，但是master也需要給出下一拍的地址和控制信號(hào)。

5.5 wrapping 4-beat burst

跟之前唯一的區(qū)別在于地址的不同，在0x3C地址之后，根據(jù)回環(huán)的地址邊界，第三拍的地址變?yōu)?x30。一共四拍，4個(gè)地址，每個(gè)地址各不相同，這四個(gè)地址是一個(gè)回環(huán)范圍。起始地址決定了回環(huán)操作的回環(huán)范圍。

5.6 遞增4拍burst

和上面的基本一致，只不過地址在0x30并不回環(huán)，而是遞增。

6.控制信號(hào)

• Burst傳輸類型

burst不能超過1K地址邊界。

響應(yīng)信號(hào)

master發(fā)起一筆傳輸后，slave可以決定這筆傳輸?shù)倪M(jìn)程，而master不能取消已經(jīng)發(fā)出的傳輸。slave通過HREADY信號(hào)反映傳輸是否完成，通過HRESP[1:0]反映傳輸?shù)臓顟B(tài)。

slave可以如下方式完成一筆傳輸：

立即完成一筆傳輸;

延遲一個(gè)或幾個(gè)周期完成傳輸;

傳輸失敗返回error;

延遲傳輸，釋放總線。

傳輸完成HREADY

為高時(shí)傳輸完成，為低時(shí)傳輸需要延遲。

傳輸響應(yīng)HRESP[1:0]

00: OKAY

01: ERROR

10: RETRY

傳輸未完成，請(qǐng)求主設(shè)備重新開始一個(gè)傳輸，arbiter會(huì)繼續(xù)使用通常的優(yōu)先級(jí)

11: SPLIT

傳輸未完成，請(qǐng)求主設(shè)備分離一次傳輸，arbiter會(huì)調(diào)整優(yōu)先級(jí)方案以便其他請(qǐng)求總線的主設(shè)備可以訪問總線

地址譯碼

地址譯碼器用于為總線上每個(gè)slave提供選擇信號(hào)HSELx，選擇信號(hào)是通過組合邏輯對(duì)地址碼譯碼產(chǎn)生的。只有當(dāng)前的數(shù)據(jù)傳輸完成后(HREADY為高)，slave才會(huì)采樣地址和控制信號(hào)以及HSELx。在一定條件下可能會(huì)出現(xiàn)這樣的情況：產(chǎn)生HSELx信號(hào)而HREADY為低，在當(dāng)前傳輸后slave會(huì)改變。

每個(gè)slave最小的地址空間為1KB，所有的master的burst傳輸上限也是1KB，如此設(shè)計(jì)保證了不會(huì)出現(xiàn)地址越界問題。當(dāng)一個(gè)設(shè)計(jì)不會(huì)用到所有的地址空間時(shí)，可能出現(xiàn)訪問到一個(gè)不存在的地址的情況，這就需要增加一個(gè)附加的默認(rèn)slave來為上面的情況提供一個(gè)響應(yīng)。當(dāng)SEQ或NONSEQ傳輸訪問到一個(gè)不存在的地址，默認(rèn)slave應(yīng)該提供ERROR響應(yīng);當(dāng)IDLE或BUSY傳輸訪問到一個(gè)不存在的地址，默認(rèn)slave會(huì)響應(yīng)OKAY。地址譯碼器會(huì)帶有實(shí)現(xiàn)默認(rèn)slave的功能。

仲裁

仲裁機(jī)制保證了任意時(shí)刻只有一個(gè)master可以接入總線。arbiter決定哪個(gè)發(fā)出接入請(qǐng)求的master可以接入總線，這通過優(yōu)先級(jí)算法實(shí)現(xiàn)。AHB規(guī)范并沒有給出優(yōu)先級(jí)算法，設(shè)計(jì)者需要根據(jù)具體的系統(tǒng)要求定義。一般情況下arbiter不會(huì)中斷一個(gè)burst傳輸，將總線接入權(quán)讓給其他master。當(dāng)然未定義長(zhǎng)度的burst傳輸是可以打斷的，這要看優(yōu)先級(jí)算法是如何規(guī)定的。如果一筆burst被打斷，master再度獲得接入權(quán)限時(shí)，會(huì)傳遞剩余的部分。如一筆長(zhǎng)度為INCR8的傳輸在傳遞3 beat后被打斷，master再次獲得接入授權(quán)后，會(huì)繼續(xù)傳輸剩余的5 beat，剩余部分可以由一個(gè)SINGLE和一個(gè)INCR4組成，或者一個(gè)INCR。

HBUSREQx：master向arbiter發(fā)出接入請(qǐng)求的信號(hào)。

HLOCKx：指示是否要進(jìn)行不可中斷的傳輸，這一信號(hào)與HBUSREQx同時(shí)由master向arbiter發(fā)出。

HGRANTx：arbiter產(chǎn)生指示master獲得授權(quán)，當(dāng)HGRANTx信號(hào)為高同時(shí)HREADY為高時(shí)，master可以向總線傳輸?shù)刂沸盘?hào)。

HMASTER[3:0]：arbiter產(chǎn)生指示哪個(gè)master獲得授權(quán)，這一信號(hào)用于地址控制多路來選擇哪個(gè)master接入總線。

HMASTERLOCK：arbiter產(chǎn)生指示當(dāng)前傳輸是否為鎖定序列傳輸。

HSPLIT：供支持SPLIT傳輸使用。