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1、AMBA 总线介绍AMBA 2.0 规范包括四个部分：AHB、ASB、APB 和 Test Methodology。AHB 的相互连接采用了传统的带有主模块和从模块的共享总线，接口与互连功能分离，这对芯片上模块之间的互连具有重要意义。AMBA 已不仅是一种总线，更是一种带有接口模块的互连体系。AHBAHB=Advanced High Performance Bus，译作高级高性能总线。如同USB（Universal Serial Bus）一样，也是一种总线接口。特性：突发连续传输分步传输单周期内主控制器处理单时钟边沿操作非三态操作支持 64 位，128 位总线AHB 主要用于高性能模块(如 C
2、PU、高速 RAM、Nand Flash DMA 和 DSP 等) 之间的连接，如图一所示。作为 SoC 的片上系统总线，它包括以下一些特性：单个时钟边沿操作；非三态的实现方式；支持突发传输；支持分段传输；支持多个主控制器；可配置 32 位128 位总线宽度；支持字节、半字和字的传输。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构 (Infrastructure)3 部分组成，整个 AHB 总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。基础结构则由仲裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块 (du
3、mmy Master)所组成。其互连结构如图二所示AHB 主控制器：主控制器可以通过地址和控制信息，可以进行初始化，读，写操作。在同一时间，总线上只能有一个主控制器。AHB 从设备：从设备通常是指在其地址空间内，响应主控制器发出的读写控制操作的被动设备。通过操作的成功与否反馈给其主控制器，完成数据的传输控制。AHB 仲裁器：仲裁器根据用户的配置，确保在总线上同一时间只有一个主控制器拥有总线控制权限。AHB 总线上只能有一个仲裁器。AHB 译码器：译码器解析在总线上传输的地址和控制信息。AHB 总线上只能有一个译码器。任一时间周期只有一个 Master 可以接入总线，对其指定 Slave 进行读
4、写操作。总线统一规划 slave 的地址，译码器根据地址选择哪 slave 与 master 进行数据通信。授权访问机制通过多路选择器实现：Arbiter 将获得授权的 master 序号传输给地址和写数据多路，以选择哪个 master 接入总线；地址译码器根据 master 需要访问的地址选择 master，并为写数据多路提供控制信号以选通相应的 slave。AHB 总线通过 DMA 和 DSP，允许在总线上存在一个或多个主控制器。虽然 APB 总线上可以挂接慢速外设，但是也允许在 AHB 上挂接一些慢速外设作为从设备，不过它们通常还是挂接在 APB 总线上。针对 Soc 设计中 IP 复用
5、问题提出了一种新的解决办法。传统的方法是将特定功能模块的非标准接口标准化为 AHB 主/从设备接口。本文提出了一种新的基于 ARM 的 Soc 通用平台设计寄存器总线标准接口，这种设计使整个系统的结构清晰，增强系统的通用性与系统中功能模块的可移植性。ASBASB 总线主要用于高性能系统模块。ASB 是可用于 AHB 不需要的高性能特性的芯片设计上可选的系统总线。ASB 也支持高性能处理器，片上内存，片外内存提供接口和慢速外设。ASB 总线是位于 APB 总线架构之上的用于高性能的总线协议，它有如下特点：突发连续传输单管道数据传输多总线主控制器ASB 总线通过 DMA 和 DSP，允许在总线上存
6、在一个或多个主控制器。虽然 APB 总线上可以挂接慢速外设，但是也允许在 ASB 上挂接一些慢速外设作为从设备，不过它们通常还是挂接在 APB 总线上。APBAPB 总线接口协议是 AMBA 协议层次结构中的一部分，它是高度优化的连接低功耗外设的精简接口。APB 看起来是一个本地的二级总线接口协议，用作 AHB，ASB 总线协议的从设备接口。APB 桥是从控制器模块用来保证不同总线数据的有效传输和不同总线上控制信号的转发处理。APB 应该用于连接低带宽，且不需求高性能数据传输的外设。最新的APB 总线协议规定了所有的信号传递都发生在时钟的上升沿。这样设计有以下优势：易于实现高频率操作perfo
7、rmance is independent of the mark-space ratio of the clock通过单时钟操作简化静态时序no special considerations are required for automatic test insertion许多 ASIC 库在上升沿寄存器有更好的选择简化整合的时钟模拟器上述的优势也说明 APB 总线可以更好的链接最新的 AHB 总线接口。APB 总线协议包含一个 APB 桥，它用来将 AHB，ASB 总线上的控制信号转化为 APB从设备控制器上可用信号。APB 总线上所有的外设都是从设备，这些从设备有以下特点：接收有效的地址
8、和控制访问 当 APB 上的外设处于非活动状态时，可以将这些外设处于 0 功耗状态译码器可以通过选通信号，提供输出时序（非锁定接口）访问时可执行数据写入APB 主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如 UART、1284 等，它的总线架构不像 AHB 支持多个主模块，在 APB 里面唯一的主模块就是 APB 桥。其特性包括：两个时钟周期传输；无需等待周期和回应信号；控制逻辑简单，只有四个控制信号。1)系统初始化为 IDLE 状态，此时没有传输操作，也没有选中任何从模块。2)当有传输要进行时，PSELx=1，PENABLE=0，系统进入 SETUP 状态，并只会在SETUP 状态停留一个 周期。
9、当 PCLK 的下一个上升沿时到来时，系统进入 ENABLE 状态。3)系统进入 ENABLE 状态时，维持之前在 SETUP 状态的 PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将 PENABLE 置为 1。传输也只会在 ENABLE 状态维持一个周期，在经过SETUP 与 ENABLE 状态之后就已完成。之后如果没有传输要进行，就进入 IDLE 状态等待；如果有连续的传输，则进入 SETUP 状态。转换大多数挂在总线上的模块(包括处理器 )只是单一属性的功能模块：主模块或者从模块。主模块是向从模块发出读写操作的模块，如 CPU，DSP 等；从模块是接受命令并做出反应的模块，如片上的 RAM，
10、 AHB/APB 桥等。另外，还有一些模块同时具有两种属性，例如直接存储器存取(DMA) 在被 编程时是从模块，但在系统读传输数据时必须是主模块。如果总线上存在多个主模块，就需要仲裁器来决定如何控制各种主模块对总线的访问。虽然仲裁规范是 AMBA 总线规范中的一部分，但具体使用的算法由 RTL 设计工程师决定，其中两个最常用的算法是固定优先级算法和循环制算法。AHB 总线上最多可以有 16 个主模块和任意多个从模块，如果主模块数目大于16，则需再加一层结构(具体参阅 ARM 公司推出的 Multi-layer AHB 规范)。APB 桥既是APB 总线 上唯一的主模块，也是 AHB 系统总线上
11、的从模块。其主要功能是锁存来自 AHB系统总线的地址、数据和控制信号，并提供二级译码以产生 APB 外围设备的选择信号，从而实现 AHB 协议到 APB 协议的转换。特性总结AHB 特性：高性能，数据传输，多总线主控制器，突发连续传输，分 步传输ASB 特性：高性能，数据传输，多总线主控制器，突发连续传输APB 特性：低功耗，寻址控制，支持简单接口协议，支持多种外设APB 通过桥接高带宽、高性能总线，提供基本的微控制器二级总线，通常该总线上的外设有以下特点：支持映射寄存器接口对带宽没有很高的要求通过编程实现对外设进行控制AMBA、AHB、APB 总线简介 作者 adamzhao 日期 2006
12、-11-16 19:33:00AMBA 简介随 着深亚微米工艺技术日益成熟，集成电路芯片的规模越来越大。数字 IC 从基于时序驱动的设计方法，发展到基于 IP 复用的设计方法，并在 SOC 设计中得到了广 泛应用。在基于 IP 复用的 SoC 设计中，片上总线设计是最关键的问题。为此，业界出现了很多片上总线标准。其中，由 ARM 公司推出的 AMBA 片上总线受到 了广大 IP 开发商和 SoC 系统集成者的青睐，已成为一种流行的工业标准片上结构。AMBA 规范主要包括了 AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和 APB(Advanced Peripher
13、al Bus)外围总线。 AMBA 片上总线AMBA 2.0 规范包括四个部分：AHB、ASB、APB 和 Test Methodology。AHB 的相互连接采用了传统的带有主模块和从模块的共享总线，接口与互连功能分离，这对芯片上模块之间的互连具有重要意义。 AMBA 已不仅是一种总线，更是一种带有接口模块的互连体系。下面将简要介绍比较重要的 AHB 和 APB 总线。基于 AMBA 的片上系统一个典型的基于 AMBA 总线的系统框图如图所示。大多数挂在总线上的模块(包括处理器)只是单一属性的功能模块：主模块或者从模块。主模块是向从模块发出读写操作的模块，如 CPU，DSP 等；从模块是接受
14、命令并做出反应的模块，如片上的 RAM，AHBAPB 桥等。另外，还有一些模块同时具有两种属性，例如直接存储器存取(DMA)在被编程时是从模块，但在系统读传输数据时必须是主模块。如果总线上存在多个主模块，就需要仲裁器来决定如何控制各种主模块对总线的访问。虽然仲裁规范是 AMBA 总线规范中的一部分，但具体使用的算法由 RTL 设计工程师决定，其中两个最常用的算法是固定优先级算法和循环制算法。AHB 总线上最多可以有 16 个主模块和任意多个从模块，如果主模块数目大于 16，则需再加一层结构(具体参阅 ARM 公司推出的 Multi-layer AHB 规范)。APB 桥既是 APB 总线上唯一
15、的主模块，也是AHB 系统总线上的从模块。其主要功能是锁存来自 AHB 系统总线的地址、数据和控制信号，并提供二级译码以产生 APB 外围设备的选择信号，从而实现 AHB协议到 APB 协议的转换。=AHB 简介AHB 主要用于高性能模块(如 CPU、DMA 和 DSP 等)之间的连接，作为 SoC的片上系统总线，它包括以下一些特性：单个时钟边沿操作；非三态的实现方 式；支持突发传输；支持分段传输；支持多个主控制器；可配置 32 位128 位总线宽度；支持字节、半字节和字的传输。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3 部分组成，整个 AHB 总线上的传输都由主模块发出，由从模块负责回应。基础结构则由仲 裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy Master)所组成。其互连结构如图 1 所示。=APB 简介APB 主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如 UART、1284 等，它的总线架构不像 AHB 支持多个主模块，在 APB 里面唯一的主模块就是 A
