ARM总线方面常识

AMBA简介

跟着深亚微米工艺技能日益老练，集成电路芯片的规划越来越大。数字IC从根据时序驱动的规划办法，发展到根据IP复用的规划办法，并在SOC规划中得到了广泛应用。在根据IP复用的SoC规划中，片上总线规划是最要害的问题。为此，业界呈现了许多片上总线规范。其间，由ARM公司推出的AMBA片上总线受到了广阔IP开发商和SoC体系集成者的喜爱，已成为一种盛行的工业规范片上结构。AMBA规范首要包含了AHB(Advanced High performance Bus)体系总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。

AMBA片上总线

AMBA 2.0规范包含四个部分：AHB、ASB、APB和Test Methodology。AHB的相互衔接采用了传统的带有主模块和从模块的同享总线，接口与互连功用别离，这对芯片上模块之间的互连具有重要意义。AMBA已不仅是一种总线，更是一种带有接口模块的互连体系。下面将扼要介绍比较重要的AHB和APB总线。

根据AMBA的片上体系

一个典型的根据AMBA总线的体系框图如图３所示。

大多数挂在总线上的模块(包含处理器)仅仅单一特点的功用模块：主模块或许从模块。主模块是向从模块宣布读写操作的模块，如CPU，DSP等；从模块是接受命令并做出反响的模块，如片上的RAM，AHB／APB桥等。别的，还有一些模块一起具有两种特点，例如直接存储器存取(DMA)在被编程时是从模块，但在体系读传输数据时有必要是主模块。假如总线上存在多个主模块，就需要裁定器来决议怎么操控各种主模块对总线的拜访。尽管裁定规范是AMBA总线规范中的一部分，但详细运用的算法由RTL规划工程师决议，其间两个最常用的算法是固定优先级算法和循环制算法。AHB总线上最多能够有16个主模块和恣意多个从模块，假如主模块数目大于16，则需再加一层结构(详细参看ARM公司推出的Multi-layer AHB规范)。APB桥既是APB总线上仅有的主模块，也是AHB体系总线上的从模块。其首要功用是锁存来自AHB体系总线的地址、数据和操控信号，并供给二级译码以发生APB外围设备的挑选信号，然后完结AHB协议到APB协议的转化。

AHB简介

AHB首要用于高功能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的衔接，作为SoC的片上体系总线，它包含以下一些特性：单个时钟边缘操作；非三态的完结方法；支撑突发传输；支撑分段传输；支撑多个主操控器；可装备32位~128位总线宽度；支撑字节、半字节和字的传输。AHB体系由主模块、从模块和根底结构(Infrastructure)3部分组成，整个AHB总线上的传输都由主模块宣布，由从模块担任回应。根底结构则由裁定器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy Master)所组成。其互连结构如图1所示。

APB简介

APB首要用于低带宽的周边外设之间的衔接，例如UART、1284等，它的总线架构不像AHB支撑多个主模块，在APB里边仅有的主模块便是APB桥。其特性包含：两个时钟周期传输；无需等候周期和回应信号；操控逻辑简略，只要四个操控信号。APB上的传输能够用如图２所示的状况图来阐明。

1)体系初始化为IDLE状况，此刻没有传输操作，也没有选中任何从模块。
2)当有传输要进行时，PSELx＝1，PENABLE＝0，体系进入SETUP状况，并只会在SETUP状况逗留一个周期。当PCLK的下一个上升沿时到来时，体系进入ENABLE状况。
3)体系进入ENABLE状况时，保持之前在SETUP状况的PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将PENABLE置为1。传输也只会在ENABLE状况保持一个周期，在通过SETUP与ENABLE状况之后就已完结。之后假如没有传输要进行，就进入IDLE状况等候；假如有接连的传输，则进入SETUP状况。

AXI（Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，该协议是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0协议中最重要的部分，是一种面向高功能、高带宽、低推迟的片内总线。它的地址/操控和数据相位是别离的，支撑不对齐的数据传输，一起在突发传输中，只需要首地址，一起别离的读写数据通道、并支撑Outstanding传输拜访和乱序拜访，并愈加简单进行时序收敛。AXI 是AMBA 中一个新的高功能协议。AXI 技能丰厚了现有的AMBA 规范内容，满意超高功能和杂乱的片上体系（SoC）规划的需求。