【手撕AHB-APB Bridge】~ AMBA总线 之 APB
本章目录:
- 前言
- 一. 引入
- 二. APB总览
- 1. APB信号
- 2. APB的读写时序图
- 2.1 APB写操作的时序图
- 2.2 APB读操作的时序图
- 三. 地址映射关系
- 四.实现方式
- 五. 数据流向
- 六. Apb到ahb的接口(读数据)
- 声明
- 下期预告:
前言
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一. 引入
APB(Advanced Peripheral Bus) 作为高级外设总线是AMBA协议之一,也是最基本的总线协议。按照ARM官方定义,APB是一种低成本的接口协议,可以实现低功耗以及精简的接口设计,降低接口设计的复杂度。
APB协议不支持流水线设计,它主要应用在低带宽设计需求的接口中,高性能带宽需求可以使用AXI总线。APB协议的实现与时钟沿对齐,以简化外设接口的设计。每次传输至少需要消耗两个时钟周期。
在SOC设计中,APB一般作为IP的配置接口,其中包括低速外设如I2C,UART等,可以方便的实现CPU对外设IP的寄存器配置。系统中一般会实现一个AXI2APB或者AHB2APB的转换桥将APB口挂载在系统上。这里不讨论AXI,以AHB2APB为例:
二. APB总览
APB一般情况下只是一个Slave,如上图所示。APB中最重要的就是需要掌握以下几点:
- a. APB有哪些信号?
- b. APB的读写时序图?
- c. AHB2APB的地址映射关系是什么?
1. APB信号
PCLK和PRESETn表示的是 Global 变量,不论在AHB还是APB中都有的,以下几个信号是APB的信号:
2. APB的读写时序图
2.1 APB写操作的时序图
完成一次传输需要两个Cycle,一是SETUP cycle,另一个是ENABLE cycle。首先PSEL信号拉高,此时的PENABLE拉低,此时数据已经开始写,但没完成!!!之后第二个周期,PENABLE拉高,完成一次传输。
2.2 APB读操作的时序图
读操作和写操作比较类似,可以参照写操作!!!
三. 地址映射关系
逐层传递,解码,储存,通过 两级Mapping(映射)的过程 完成地址映射!!!
四.实现方式
如何实现传输2个ahb的pipeline到两个时钟周期的timing呢?
答:apb通过实现状态机来实现该功能的。
五. 数据流向
APB Slave:左侧的输入信号是来自bridge的,输出只有一个,那就是读出来的数据送给AHB。
六. Apb到ahb的接口(读数据)
图中的小1表示地址线传输(从AHB向APB),此时PSEL拉高,PENABLE拉低,完成第一个周期,后来PENABLE拉高,完成第二个周期,此时的数据已完成 读取。
声明
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下期预告:
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