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AHB-APB总线协议

2023-05-16

AHB-APB总线协议

文章目录

  • AHB-APB总线协议
  • 一、AHB-APB总线介绍
  • 二、AHB总线设备
    • 1、AHB主设备（master）
    • 2、AHB从设备（slave）
    • 3、AHB仲裁器（arbiter）
    • 4、AHB译码器（decoder）
    • 5、AHB2APB桥（bridge）
  • 三、基本AHB信号及传输过程
    • 1、AHB接口信号
    • 2、APB接口信号
    • 3、AHB 仲裁器信号
    • 4、地址译码
    • 5、传输过程
  • 附：总线协议实现（AHB_Lite）

一、AHB-APB总线介绍

AHB（Advanced High-performance Bus）高速总线，接高速master，APB（Advanced Peripheral Bus）外设总线，用来接低速slave，一个master可以有多个slave，AHB和APB之间通过一个AHB2APB桥转接。AHB总线强大之处在于它可以将微控制器（CPU）、高带宽的片上RAM、高带宽的外部存储器接口、DMA总线控制器，以及各种AHB接口的控制器等连接起来构成一个独立的完整SOC系统。

二、AHB总线设备

AHB主要有四个模块：主设备AHB master、从设备AHB slave、仲裁器arbiter、译码器decoder
AHB与APB通过AHB2APB桥进行信号传输，AHB总线互联如下图
在这里插入图片描述

1、AHB主设备（master）

初始化一次读/写操作
在同一时刻只能允许一个主设备使用总线
可接多个外设如DMA、DSP、CPU、片上RAM等

2、AHB从设备（slave）

响应一次读/写操作
通过地址映射来选择使用哪一个从设备，且仅有选中的从设备响应地址/控制信号
接外部存储器控制器、APB桥、UART接口

3、AHB仲裁器（arbiter）

允许某一个主设备控制总线

4、AHB译码器（decoder）

通过地址译码来决定选择哪一个从设备

5、AHB2APB桥（bridge）

可以锁存所有地址、数据、控制信号
通过二级译码来产生APB从设备选择信号

三、基本AHB信号及传输过程

1、AHB接口信号

AHB接口如下图：
在这里插入图片描述

HCLK：总线时钟
HRESETn：总线复位，低电平有效
HADDR[31:0]：32位系统地址总线
HWDATA[31:0]：写数据总线，从主设备到从设备
HRDATA[31:0]：读数据总线，从从设备到主设备
HTRANS[1:0]：指出当前传输类型
HSIZE[2:0]：指出传输大小
HBURST[2:0]：指出传输burst类型
HRESP[1:0]：从设备发给主设备的总线传输状态
HREADY：为1从设备指出传输结束，为0从设备需延长传输周期
HSELx：选择从设备

2、APB接口信号

在这里插入图片描述

3、AHB 仲裁器信号

在这里插入图片描述

4、地址译码

·由地址译码器来提供选择信号
·且一个从设备应至少占用1kb存储空间
·在从设备中需要一个额外的缺省从设备来映射其他的存储地址
地址译码框图如下：
在这里插入图片描述

在这里插入图片描述

5、传输过程

传输类型由HTRANS信号指出，分四种类型：
IDLE、BUSY、NONSEQ、SEQ

IDLE：主设备占用总线，但没进行传输，两次burst传输中间主设备可发IDLE
BUSY：主设备占用总线，但在burst传输过程中还没有准备好下一次传输，一次burst传输中间主设备可发BUSY
NOSEQ：表明一次单个数据的传输或一次burst传输的第一个数据，地址和控制信号与上一次传输无关
SEQ：表面burst传输下来的数据，地址和上一次传输地址相关

AHB在传输过程中分两个传输阶段，第一个阶段为地址周期（AD），第二个阶段为数据周期(DP）。地址周期只有一个有效周期，数据周期由HBURST信号决定需要几个有效周期。传输过程中先传输有效地址周期，后传输有效数据周期。AHB协议后一次突发传输必须在前次传输完成才能进行。

附：总线协议实现（AHB_Lite）

这里放一个笔者实现的AHB_Lite总线协议，设计实现请参考文档：AHB_Lite总线协议及实现
链接: https://blog.csdn.net/yueqiu693/article/details/119849052.

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AHB

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