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,高级高性能总线(AdvancedHigh-performanceBus,AHB)。
高级系统总线(AdvancedSystemBus,ASB)高级外设总线(AdvancedPeripheralBus,APB),AMBA协议规范-AMBAV2.0,7,在2003年,ARM推出了第三个版本,AMBA3,高级可扩展接口(AdvancedeXtensibleInterface,AXI3或AXIv1.0)(用于更高性能的互连)高级高性能总线简化(AdvancedHigh-performanceBusLite,AHB-Litev1.0)。
高级外设总线(AdvancedPeripheralBus,APBv1.0)。
高级跟踪总线(AdvancedTraceBus,ATBv1.0)(用于CoreSight片上调试和跟踪解决方案),AMBA协议规范-AMBAv3.0,8,AXI4协议2009年,Xilinx同ARM密切合作,共同为基于FPGA的高性能系统和设计定义了AXI4规范。
并且在其新一代可编程门阵列芯片上采用了高级可扩展接口。
AMBA协议规范-AMBAV4.0,9,AXI一致性扩展(AXICoherencyExtensions,ACE)。
AXI一致性扩展简化(AXICoherencyExtensionsLite,ACE-Lite)。
高级可扩展接口4(AdvancedeXtensibleInterface4,AXI4)。
高级可扩展接口4简化(AdvancedeXtensibleInterface4Lite,AXI4-Lite)。
AMBA规范(版本4)定义了的总线/接口,AMBA协议规范-AMBAV4.0,10,高级可扩展接口4流(AdvancedeXtensibleInterface4Stream,AXI4-Streamv1.0)。
高级跟踪总线(AdvancedTraceBus,ATBv1.1)。
高级外设总线(AdvancedPeripheralBus,APBv2.0)。
AMBA规范(版本4)定义了的总线/接口,AMBA协议规范-AMBAV4.0,11,适合于高带宽和低延迟设计。
在不使用复杂的桥接方式下,允许更高频率的操作。
满足普遍情况下的元件接口要求。
适用于高初始访问延迟的存储器控制器。
为互联结构的实现提供了灵活性。
与已有的AHB和APB接口向下兼容。
最新一代的AMBA4接口的目标,AMBA协议规范-AMBAV4.0,12,APB属于AMBA3协议系列,它提供了一个低功耗的接口,并降低了接口的复杂性。
APB接口用在低带宽和不需要高性能总线的外围设备上。
APB是非流水线结构,所有的信号仅与时钟上升沿相关,这样就可以简化APB外围设备的设计流程,每个传输至少消耗两个周期。
APB可以与AMBA高级高性能总线和AMBA高级可扩展接口连接。
-AMBAAPB规范,13,APB写传输包括两种类型:
无等待状态写传输有等待状态写传输,AMBAAPB协议规范-AMBAAPB写传输,14,一个基本的无等待状态的写传输地址、写入数据、写入信号和选择信号都在时钟上升沿后改变。
AMBAAPB写传输-无等待写传输,15,T1:
写传输开始于地址PADDR,写数据PWDATA,写信号PWRITE和选择信号PSEL,在PSCLK的上升沿寄存。
这称为写传输的建立周期。
T2:
使能信号PENABLE和准备信号PREADY,在PSCLK的上升沿寄存。
当确认时,PENABLE表示传输访问周期的开始。
当确认时,PREADY表示在PCLK的下一个上升沿从设备可以完成传输。
AMBAAPB写传输-无等待写传输,16,地址PADDR,写数据PWDATA和控制信号保持有限,直到在T3完成传输,结束访问周期。
在传输结束后,使能信号PENABLE变成无效。
选择信号PSEL也变成无效,除非相同的外设立即开始下一个传输。
AMBAAPB写传输-无等待写传输,17,AMBAAPB写传输-有等待写传输,18,有等待状态写传输,下面信号保持不变:
地址:
PADDR写信号:
PWRITE选择信号:
PSEL使能信号:
PENABLE写数据:
PWDATA.写选通:
PSTRB保护类型:
PPROT,AMBAAPB写传输-有等待写传输,19,在访问周期,当PENABLE为高,可以通过拉低PREADY来扩展传输。
当PENABLE为低的时候,PREADY可以为任何值。
确保外围器件有固定的两个周期来使PREADY为高。
注意:
推荐地址和写信号在传输结束后不要立即更改,保持当前状态直到下一个传输,这样可以降低功耗。
AMBAAPB写传输-有等待写传输,20,读传输包括以下两种类型,无等待状态读传输有等待状态读传输,AMBAAPB协议规范-AMBAAPB读传输,21,在读传输结束以前,从设备必须提供数据。
AMBAAPB读传输-无等待读传输,22,在有等待读传输中,使用PREADY信号来添加两个周期。
也可以添加多个周期。
在传输过程中也可以添加多个周期。
如果在访问周期内拉低PREADY信号,则扩展读传输。
AMBAAPB读传输-有等待读传输,23,协议保证在额外的扩展周期时,下面的信号保持不变,地址:
PADDR。
写信号:
PWRITE。
选择信号:
PSEL。
使能信号:
PENABLE。
保护类型:
PPROT。
AMBAAPB读传输-有等待读传输,24,PSLVERR可以用来指示APB传输错误条件。
在读和写交易中,可以发生错误条件。
在一个APB传输中,在最后一个周期内,PSEL、PENABLE和PREADY都是高时,PSLVERR才认为是有效的。
AMBAAPB协议规范-AMBAAPB错误响应,25,接收到一个错误的交易,可能改变外设的状态(这是由外设指定的)。
当一个写交易接收到一个错误时,并不意味着外设内的寄存器没有更新。
读交易接收到一个错误时,能返回无效的数据。
对于一个读错误,并不要求外设将数据总线驱动为0。
AMBAAPB协议规范-AMBAAPB错误响应,26,AMBAAPB错误响应-写传输失败的例子,27,AMBAAPB错误响应-读传输失败的例子,28,从AXI到APB一个APB错误被映射回RRRSP/BRESP=SLVERR,这可以通过将PSLVERR映射到RRESP1信号(用于读)和BRESP1(用于写)信号来实现。
从AHB到APB对于读和写,PSLVERR被映射回HRESP=SLVERR,这可以通过将PSLVERR映射到AHB信号HRESP0信号来实现。
AMBAAPB错误响应-PSLVERR映射(桥接时),29,APB总线操作状态图,AMBAAPB协议规范-操作状态,30,IDLE这是默认的APB状态。
SETUP当传输被请求时,总线进入SETUP状态,选择信号PSELx,被置位。
总线仅在SETUP状态停留一个时钟周期,并在下一个时钟周期进入ACCESS状态,AMBAAPB协议规范-操作状态,31,ACCESS使能信号PENABLE,在ACCESS状态中置位。
在传输从SETUP状态到ACCESS状态转变的过程中address,write,select和writedata信号必须保持不变。
从ACCESS状态退出,由从器件的PREADY信号控制:
如果PREADY为低,保持ACCESS状态。
如果PREADY为高,则退出ACCESS状态,如果此时没有其它传输请求,总线返回IDLE状态,否则进入SETUP状态,AMBAAPB协议规范-操作状态,32,AMBAAPB协议规范-AMBA3APB信号及描述,33,AMBA协议规范-AMBA3APB信号及描述,34,AHB是新一代的AMBA总线,目的用于解决高性能可同步的设计要求。
AHB是一个新级别的总线,高于APB,用于实现高性能、高时钟频率系统的特征要求.,AMBA协议规范-AMBAAHB规范,AMBA协议规范-AMBAAHB规范,这些要求包括:
猝发传输.分裂交易.单周期总线主设备交接.单时钟沿操作.无三态实现.更宽的数据总线配置(64/128比特).,35,36,一个典型的AHB系统,AMBAAHB规范-AMBAAHB结构,37,典型的,一个基于AMBA的微控制器包括:
高性能系统背板总线,能够支持外部存储器的带宽,在这个总线上存在CPU和其它DMA设备。
加上一个较窄的APB总线,在上面有较低带宽的外设。
一个典型AMBA系统中包括AHB和APB总线结构,AMBAAHB规范-AMBAAHB结构,38,AHB和APB总线的特性比较,AMBAAHB规范-AMBAAHB结构,39,基于中心多路复用互联机制,设计AMBAAHB总线协议使用这个机制,所有总线主设备驱动地址和控制信号,用于指示它们所希望执行的传输和仲裁器,用于决定哪个主设备将其地址和控制信号布线到所有的从设备。
一个中心译码器要求控制读数据和响应信号的切换,用于从从设备中选择合适的到传输的信号。
AMBAAHB结构-AMBAAHB总线互连,40,在一个AMBAAHB传输开始前,必须授权总线主设备访问总线。
通过主设备对到仲裁器请求信号的确认,启动这个过程。
然后,指示授权主设备将要使用总线。
AMBAAHB规范-AMBAAHB操作,41,通过驱动地址和控制信号,一个授权的总线主设备启动AMBAAHB传输。
这个信号提供了地址、方向和传输宽度的信息,以及指示传输是否构成猝发的一部分。
允许两种不同的猝发传输:
增量猝发,在地址边界不回卷。
回卷猝发,在一个特殊的地址边界回卷。
AMBAAHB规范-AMBAAHB操作,42,写数据总线用于将数据从主设备移动到从设备。
读数据总线用于将数据从从设备移动到主设备。
每个传输由下面构成:
一个地址和控制周期一个或多个数据周期,AMBAAHB规范-AMBAAHB操作,43,不能扩展地址,因此在这个期间,所有的从设备必须采样地址。
然而,可以使用HREADY信号,以允许扩展数据。
当为低时,允许插入等待状态到传输中,允许额外的时间用于从设备提供或者采样数据。
AMBAAHB规范-AMBAAHB操作,44,在传输中,从设备使用响应信号HRESP1:
0显示状态:
OKA
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