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AMBA總線（二）
上一篇詳細說明了AHB基本結構以及控制線，下面下面進一步說明AHB的總線傳輸方式,APB總線以及IP間的互聯。
AHB總線
總線傳輸
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不是三態總線，讀數據總線和寫數據總線分開
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Endian序
- 在AMBA定義中沒有定義
- 主設備和從設備應該采用同樣的印第安序
- 不支持動態印第安序
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對於IP設計， 只有應用面比較廣泛的應用程序才支持兩種印第安序。
Endian序： 大印第安（大端序）序就是在存儲數據時，高位放在低地址是大印第安序， 高位放高地址是小印第安序（小端序）
小端序：
大端序：
AHB仲裁信號
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HBUSREQ
- 總線請求
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HLOCKx
- 高電平：主設備請求鎖定總線
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HGRANTx
- 指出主設備x可訪問總線
- 主設備x控制總線：HGRANTx=1且HREADY=1
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HMASTER[3:0]
- 指出哪個主設備正在進行傳輸，提供進行split的信息
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HMASTLOCK
- 指出主設備正在進行一次鎖定傳輸
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HSPLITx[15:0]
- 從設備用這個信號告訴仲裁器哪個主設備允許重新嘗試一次split傳輸。
- 每一位對應一個主設備
仲裁 - 沒有等待狀態的grant（授權）
仲裁 - 有等待狀態的grant
HGRANT和HREADY都為高時授權總線控制地址。
仲裁 - Burst傳輸之后移交總線
M1進行完一次burst傳輸后將授權移交給M2
總線主設備的Grant信號
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對於固定長度的burst傳輸，不必持續請求總線
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對於未定義長度的burst傳輸，主設備應該持續送request（HBUSREQ）信號，直到開始最后一次傳輸。
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如果沒有主設備請求總線，則給缺省主設備grant信號，且HTRANS=IDLE
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建議主設備在鎖定總線傳輸結束之后插入IDLE傳輸，以重置仲裁優先級。
Split傳輸過程
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由主設備開始傳輸
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如果從設備需要多個周期才能獲取數據，則從設備給出一個SPLIT傳輸響應，從設備記錄主設備號：HMASTER
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接着仲裁器改變主設備的優先級
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仲裁器grant其他的主設備，總線主設備移交。
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當從設備准備結束本次傳輸，將設置給仲裁器的HSPLITx信號的相應位
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仲裁器恢復優先級
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仲裁器grant主設備，這樣主設備可以重新開始傳輸
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結束
防止死鎖（deadlock）
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當多個不同的主設備試圖訪問同一個從設備，這個從設備發出了SPLIT或RETRY信號，這是很可能發生deadlock
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從設備最多可以接收系統中16個主設備的請求。只需要記錄主設備號（忽略地址和控制信號）
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給出RETRY響應的從設備在某一時刻只能由一個主設備訪問,可以使用一些硬件保護機制，比如ERROR
AHB接口
主設備接口
從設備接口
仲裁器
地址譯碼器
AHB連接示例
AHB-Lite
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AHB 的簡化版
- 只有單Master
- 不需要 HBUSREQ & HGRANT （沒有其他主機，所以無需request和授權）
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簡單的從機
- 沒有 retry or split 響應
- Standard AHB modules can be used
- Allows easier module design/debug
AHB總結
- 主要組成部分
- Master、slaves、arbiter、decoder
- 傳輸的過程
- 流水線機制
- Address phase和data phase
- 如何提高性能
- Burst read/write
- 仲裁機制
- 總線控制器的移交
- Slave短時間內無法響應
- HREADY信號拉低
- Slave長時間內無法響應
- 插入RETRY
- Master不能進行傳輸
- 插入BUSY
建議：
- Arbiter的優先級可以配置
- Slave長時間不能響應的話，一般不支持SPLIT響應，使用RETRY響應
- 總線上如果只有一個master的話，可以使用AHB lite協議，不用arbiter
- 設計一個新的IP時，要仔細核對AMBA的Feature和IP所支持的Feature是否匹配。
APB
APB所處的位置：
APB信號
- PADDR[31:0]
- 地址總線，由設備總線的bridge單元驅動
- PSELx
- 從譯碼器來的信號，到每一個總線從設備x
- PENABLE
- 用於在設備總線上把所有訪問按時間階段進行
- PWRITE
- 高電平：寫
- 低電平：讀
- PRDATA和PWDATA
- 最多32位寬
地址解碼的分級
AHB中的包含了APB slave的地址，APB中又包含了下層外圍設備的地址。
APB互聯
APB讀寫
寫傳輸：
讀傳輸：
AHB2APB Bridge
Bridge FSM
APB slave
APB到AHB的接口
AHB讀APB從機的數據：
可見，APB從機的PRDATA信號線可以直接連接到AHB的讀信號線（讀Data沒有延遲） 因此可以使得AHB工作在比較高的頻率。
AHB寫APB從機：
Back to Back 傳輸：
互聯
- 每一個從設備都占用系統中的一段地址空間
- 所有的從設備都是可尋址的
- 寄存器/存儲器都是存儲器映射方式訪問
- CPU/IP讀寫其他IP的數據類似於讀寫存儲器
IP間的互聯通信
主設備被arbiter grant之后，可以訪問總線上的所有從設備
一般IP同時擁有主從接口。
CPU和IP之間的通信
- CPU總是作為主設備
- IP總是作為從設備
- IP可以發出一個中斷請求
- CPU進入中斷模式，由interrupt service routine (ISR)來處理中斷
Example： DMA
CPU通過讀寫DMA的總線接口，可以讀取DMA的狀態（讀slave），以及配置DMA的工作模式（寫slave）
Step 0:
Step 1&2:
Step 3:
此時控制權移交給DMA，DMA作為master對兩個slave進行數據搬運（先讀入再寫出）
Step 4:
