SmartfusionAMBA的指南.docx
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SmartfusionAMBA的指南
SmartFusion应用指南
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2010/12/15
Embedded
hengheng
1AHBBUSMATRIX---MSS的脊梁
1.1AHBBUSMATRIX简介
AHBBUSMATRIX是多层AHB矩阵。
允许一个主机操作A从机,另一个主机操作B从机。
当二者同时对C进行操作时,仲裁模块发挥作用,采用客户定制的方式或者乒乓方式对主机进行仲裁。
理论吞吐量为16Gbps.
通过上图,得知AHBMARTIX共拥有5个MASTER和8个SLAVE。
在AHBBUSMATRIX中实现的路径是理论路径的子集。
此外,CORTEX-M3的IBUS和DBUS在MATRIX内部被多路选择,因此公用一个MASTERPORT,二者无法同时激活。
1.2AHBBUSMATRIX连接关系
通过上表可以得知,AHBBUSMATRIX中各master与slave的连接权限。
一般来说,除了CORTEX-M3外的master和slave在上电时都会被关掉,用户需要通过设置AHB_MATRIX_CR中的相关位来打开这些master和slave。
CORTEX-M3是系统中唯一可以是使能其他MASTER的MASTER,因为其PPB总线上挂了一个可以使能其他MASTER的控制寄存器。
注意,关于ENVM使用时,需要明确一点,在命令ENVM进行编程或者擦写时,其他MASTER不会自动得知ENVM是不可读取的。
因此,此时需要通过软件信号来控制其他MASTER的连接路径。
1.3仲裁简介:
仲裁器在slave的端口上。
通常仲裁方式分为两种:
循环方式和权重循环方式。
通过设置AHB_MATRIX_CR中的COM_WEIGHTEDMODE位来切换。
循环方式
权重循环方式
2.AMBABUS简介:
(结合ACTEL的IPCore)
2.1AHBLiteCore
AHBLiteCore是AHBLite总线的一种多层实现,它包含2个Master,16个Slave和1第17个超大空间的slave。
Remap功能只针对master0使用,用于切换slot0和slot1的映射地址。
引脚拉高代表使用,否则就拉低。
2.1.1拥有两种操作模式:
●固定地址空间16个SLAVE,每个256M(2的28次方,高四位用于选中1个SLAVE)
●固定地址空间15个SLAVE,每个64K,此外还有16个4k的Init/ConfigClient,额外的还有一个极大的slave,为2G。
(建议使用此模式)
2.1.2内存映射计算:
建议使用第二种配置方式,而且从机的挂靠最好从slot5开始。
每个Slot占用空如下:
2.2AHBLite知识简介
AHBLite是一种支持单Master的高带宽的总线接口
其特性如下:
AHBLite的Slave多为内部的存储设备,外部存储器接口,和高吞吐量的外设。
为了保证系统的性能,低吞吐量的外设都挂在AHBLITE的slave—APBBridge上。
2.2.1基本结构介绍
下图为一个简单的单Maste三Slave系统连接图。
其中,总线内部互连结构包含了地址译码器和SlaveToMaster的多路选择器。
保证合理的选通。
●Master
主机提供地址和控制信号用来实现读写操作。
●Slave
从机返回主机的信号如下:
从机接口信号如下:
●Decorder
译码器对每次传输的地址进行译码,提供选择信号。
此外,也对多路选择器提供控制信号。
●Multiplexor
多路选择器用于将读数据总线和响应进行多路选择。
2.2.2传输过程简介:
主机通过驱动地址信号和控制信号来开始传输。
这些信号包含了地址,传输方向,传输宽度及确定是否是突发传输的一部分。
传输类型如下:
传输的过程包含以下两个部分:
从机无法要求主机延长地址周期,因此必须在所有从机必须在地址周期获取地址。
但是,从机可以要求主机延长数据周期,拉低HREADY信号来使主机插入等待周期,为从机提供足够的时间进行提供数据或扑捉数据。
2.2.3多层AHBLite
由于AHBLite是单主机系统,所以要实现多主机系统,必须引入多层互联模块来隔离各个主机,同时实现共享对从机的通道,此外,此模块还要提供对从机的仲裁。
多层互联模块包含以下两个部分:
当多层都打算持续读写同一个从机时,此时,多层互联中的仲裁发挥作用决定哪层获得权力,未获得的使用HREADY使其等待,直至轮到其传输。
每个从机都有自己的仲裁机制:
2.3.3.1具体实现形式:
随着层数的增加,内部互联模块的资源占用会快速增加。
采用以下方案降低面积:
Ø局部从机方案:
由于部分从机只会被某主机使用,因此,可以采用此种方案。
Ø多从机映射为一个从机口,适合多个低吞吐量的从机,例如APBBridge。
Ø多主机公用一层,多用于测试端口
Ø分立的主从系统,可以共用一个SLAVE作为BUFFER
2.2.4信号列表
代指信号由谁产生
全局信号:
主机信号:
从机信号:
译码信号:
2.2.5传输介绍:
●基本传输:
包含一个地址周期,一个数据周期。
1.主机在HCLK的上升沿后,驱动地址和控制信号。
2.从机在下一个HCLK的上升沿,采用地址和控制信号。
3.从机采样地址和控制信号后,它开始驱动HREADY信号,此信号在第三个HCLK被采样。
●传输类型:
2.2.6HCLK和HRESET_N
A.每一个AHBLite组件拥有单独的HCLK,输入数据在HCLK的上升沿采集,输出数据在HCLK的上升沿后发生变化。
B.HRESETN用于复位总线上的所有组件。
一般来说,异步复位,同步释放。
C.复位时,主机的控制和地址信号必须为可知的状态,而且HTRANS必须为IDLE。
D.复位时,从机的HREADYOUT必须为高,保证传输可以进行。
2.2.7SlaveResponseSignals
主机开始传输后,从机便开始控制传输的进度。
主机一旦开始一个传输,便无法结束此传输。
从机在连通后,通过HREADY和HRESP来反映状态。
从机可以通过以下三种方式结束传输:
补充:
ERROR响应
⏹错误响应需要两个周期:
◆第一个周期:
从机将HRESP置高,用于显示错误,同时将HREADY拉低,用于延长一个周期。
◆第二个周期:
从机将HREADY置高,结束传输;HRESP保持高电平,表示ERROR发生。
⏹两个周期的原因:
在从机进行提示有错误发生时,主机已经在向总线发送下一个传输的地址。
采用两个周期的操作,可以给予主机足够的时间结束下一个传输,并且将HTRANS置为IDLE状态。
⏹
2.2.8BusInterconnection2.2.8.1地址译码:
中央地址译码提供一个HSELX信号,为总线上的每一个从机提供选择信号
从机必须只能在HREADY为高时,采样HSEL,地址和控制信号,表示当前传输已经结束。
每个从机分配的地址空间至少为1KB,与之相对应,主机设计的递增型传输不能超过1KB。
从而保证不会超越寻址边界。
✧补充:
2.2.8.2总线互联
2.3APBBridgeCore
2.3.1使用规则
只能有一个APB3主机挂到此桥上,通过主机的PSEL和PADDR信号进行译码确定指向从机的PSEL信号,从而,一个时刻只能沟通一个从机。
2.3.2寻址方式:
直接寻址和间接寻址。
直接寻址:
所有的16个APB从机节点拥有相同的地址空间。
间接寻址:
第一个节点拥有4GB(2^32)的寻址空间,第二个节点不用,而作为第一个节点的地址寄存器,其他的同直接寻址。
间接寻址时,PCLK才有作用,而且地址端口宽度为32;直接寻址时,地址宽度为24.
2.3.3资源占用
APB3的资源占用量为38Tile。
2.4APB接口
APB接口是一种为低速外设提供的低功耗和低复杂度的接口。
一般来说,连接的外设都为低带宽,而且不要求很高性能,不支持流水线操作。
KeyFeature:
为外设的可编程的控制寄存器提供接口。
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