什么是AMBA片上总线?
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总线:
AMBA总线是ARM研制的(Advanced Microcontroller Bus Architecture)供给的一种特别的机制,能够将RISC处理器集成在其他IP芯核和外设中,它是有用衔接IP核的“数字胶”,并且是ARM复用战略的重要组件。它不是芯片与外设之间的接口,而是ARM内核与芯片上其他元件进行通讯的接口。
2.0版别AMBA规范界说了三组总线:
AHB(AMBA高性能总线):用于高性能。高数据吞吐部件,如CPU、DMA、DSP之间的衔接。
ASB(AMBA体系总线):用来作处理器与外设之间的互连,将被AHB替代。
APB(AMBA外设总线):为体系的低速外部设备供给低功耗的简易互连。
体系总线和外设总线之间的桥接器供给AHB/ASB部件与APB部件之间的拜访署理与缓冲。
AMBA 2.0规范包含四个部分:AHB、ASB、APB和Test Methodology。AHB的相互衔接选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。
AHB简介
AHB首要用于高性能模块(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。
ASB简介
AMBA2.0 规范中的ASB 总线适用于衔接高性能的体系模块。它的读/写数据总线选用的是同一条双向数据总线,能够在某些高速且不必要运用AHB 总线的场合作为体系总线,能够支撑处理器、片上存储器和片外处理器接口及与低功耗外部宏单元之间的衔接。
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,就需求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。
AMBA AHB循环级建模规范是彻底揭露和免费的。现在,可从ARM网站上下载,网址:http://www.arm.com/armtech/AMBA。为了维护AMBA技能的完整性,在此之前,您需求签署一份简略的授权协议,该协议根本与现行的AMBA 2.0规范授权协议保持一致。