APB总线总结和VIP使用

一、简介
二、APB信号
三、APB传输
- 3.1 传输状态图
- 3.2 写传输
- - 3.2.1 无等待状态
  - 3.2.2 等待状态
  - 3.2.3 写数据字节选择
- 3.3 读传输
- - 3.3.1 无等待状态
  - 3.3.2 等待状态
- 3.4 错误响应
- - 3.4.1 写传输
  - 3.4.2 读传输
四、APB VIP 安装和使用
- 4.1 APB VIP安装
- 4.2 VIP的使用

一、简介

APB（Advanced Peripheral Bus),外围总线。APB属于AMBA总线的一部分，它提供了一个低功耗的接口，并降低了接口的复杂性。主要用于低宽带和不需要高性能的外围设备上。APB的特点：

APB非流水线结构，所有信号仅与时钟上升沿相关；
每个传输至少耗用两个周期；
总线的架构不像AHB支持多个主模块，在APB里面唯一的主模块是APB桥；

二、APB信号

信号	来源	描述
PCLK	时钟源	时钟
PRESETn	系统总线	复位。APB复位信号低电平有效。该信号可以直接跟系统总线连接
PADDR	APB bridge	地址。最大可以是32位，由外围总线桥驱动
PPROT	APB bridge	保护类型。分为normal、privileged、secure protecteion
PSELx	APB bridge	选择信号
PENABLE	APB bridge	使能信号
PWRITE	APB bridge	读写信号。1写0读
PWDATA	APB bridge	写入的数据。最高可以是32位
PSTRB	APB bridge	写选通信号。只是那个字节为有效数据。PSTRB[n]对应PWDATA[(8n+7):(8n)]。读传输期间写选通信信号不能被激活。
PREADY	Slave interface	准备好信号。Slave设备可以用该信号来扩展APB传输
PRDATA	Slave interface	读取的数据。最高可以是32位
PSLVERR	Slave interface	该信号表明传输失败。

三、APB传输

3.1 传输状态图

(1) 系统初始化为IDLE状态，此时没有任何的传输操作；
(2) 当有传输要进行的时候，PSELx=1,PENABLE=0,系统进入SETUP状态，同时在SETUP状态停留一个周期。等待PCLK的下一个上升沿时，进入下一个ENABLE状态；
(3)当系统进入ENABLE状态时，维持在之前SETUP状态的PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将PENABLE置为1。同时传输也只会在ENABLE状态维持一个周期，在经过SETUP和ENABLE状态之后完成传输。如果后面没有传输进行，就会进入等待状态；如果有连续的传输，则进入SETUP状态。

3.2 写传输

写传输包含两种传输类型：无等待状态和有等待状态

3.2.1 无等待状态

T1:PADDR、PWDATA、PWRITE和PSELx在时钟上升沿开始改变，该时钟周期称为Setup phase;
T2:PENABLE和PREADY在上升沿使能；
PENABLE表明Access phase传输开始。

3.2.2 等待状态

在Access phase传输期间，当PENABLE为高的时候，传输可以通过将PREADY拉低来扩展传输，在此期间，PADDR、PWRITE、PSEL、PENABLE和PWDATA、PSTRB和PPROT信号保不变。
当PENABLE为低时，PREADY可以是任意值。
注：
建议在传输后不要立即更改地址和写信号，而是保持稳定，知道发生另一次访问。这可以降低功耗。

3.2.3 写数据字节选择

PSTRB[n]对应PWDATA[(8n+7):(8n)],如下图所示：

PSTRB[3:0]每bit对应写数据8bit,高有效；
注意:
在读操作的时候，PSTRB必须全部为0。

3.3 读传输

读传输类型包含两种传输类型：无等待状态和等待状态

3.3.1 无等待状态

3.3.2 等待状态

当PREADY为低的时候，以下信号保持不变：
PADDR、PWRITE、PSEL、PENABLE、PWDATA、PSTRB和PPROT

3.4 错误响应

在APB传输过程中PSLVERR信号表示错误响应。该错误响应可以发生写和读传输。
当PSEL、PENABLE和PREADY全部为高的时候，在APB传输的最后一个周期，PSLVERR信号才会被人误有效。
建议在不需要驱动的情况下，将PSLVERR信号拉低，即在PSEL、PENABLE、PREADY任何一个信号为低的时候，将PSLVERR信号拉低，但是这并不强制。
传输发生错误时，可能改变也可能不改变周围设备的状态。

3.4.1 写传输

3.4.2 读传输

四、APB VIP 安装和使用

4.1 APB VIP安装

Synopsys家APB VIP 安装流程如下：
% cd
% mkdir design_dir
% $DESIGNWATE_HOME/bin/dw_vip_setup -path ./design_dir -e amba_svt/tb_apb_st_uvm_basic_sys -svtb
安装完成之后，文件列表如下：

4.2 VIP的使用

vip安装完成之后，直接可以按照以下流程使用：
例如，run ts.directed_test.sv
gmake USE_SIMULATOR=vcsvlog directed_test WAVES=1
vip中的自带的makefile有点复杂，根据自己的习惯，重新写一个makefile:

运行random_wr_rd_test testcase之后，verdi打开该波形文件如下:

参考文档：AMBA APB Protocal 和 AMBA APB UVM User Guide

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3.3.1 无等待状态

3.3.2 等待状态

3.4 错误响应

3.4.1 写传输

3.4.2 读传输

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