总线协议 -- AMBA总线（二）

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本内容只是根据上面的资料做了整理

AMBA总线（二）

上一篇详细说明了AHB基本结构以及控制线，下面下面进一步说明AHB的总线传输方式,APB总线以及IP间的互联。

AHB总线

总线传输

不是三态总线，读数据总线和写数据总线分开
Endian序
- 在AMBA定义中没有定义
- 主设备和从设备应该采用同样的印第安序
- 不支持动态印第安序
对于IP设计，只有应用面比较广泛的应用程序才支持两种印第安序。

Endian序：大印第安（大端序）序就是在存储数据时，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仲裁信号

HBUSREQ
- 总线请求
HLOCKx
- 高电平：主设备请求锁定总线
HGRANTx
- 指出主设备x可访问总线
- 主设备x控制总线：HGRANTx=1且HREADY=1
HMASTER[3:0]
- 指出哪个主设备正在进行传输，提供进行split的信息
HMASTLOCK
- 指出主设备正在进行一次锁定传输
HSPLITx[15:0]
- 从设备用这个信号告诉仲裁器哪个主设备允许重新尝试一次split传输。
- 每一位对应一个主设备

仲裁 - 没有等待状态的grant（授权）

仲裁 - 有等待状态的grant

HGRANT和HREADY都为高时授权总线控制地址。

仲裁 - Burst传输之后移交总线

M1进行完一次burst传输后将授权移交给M2

总线主设备的Grant信号

对于固定长度的burst传输，不必持续请求总线
对于未定义长度的burst传输，主设备应该持续送request（HBUSREQ）信号，直到开始最后一次传输。
如果没有主设备请求总线，则给缺省主设备grant信号，且HTRANS=IDLE
建议主设备在锁定总线传输结束之后插入IDLE传输，以重置仲裁优先级。

Split传输过程

由主设备开始传输
如果从设备需要多个周期才能获取数据，则从设备给出一个SPLIT传输响应，从设备记录主设备号：HMASTER
接着仲裁器改变主设备的优先级
仲裁器grant其他的主设备，总线主设备移交。
当从设备准备结束本次传输，将设置给仲裁器的HSPLITx信号的相应位
仲裁器恢复优先级
仲裁器grant主设备，这样主设备可以重新开始传输
结束

防止死锁（deadlock）

当多个不同的主设备试图访问同一个从设备，这个从设备发出了SPLIT或RETRY信号，这是很可能发生deadlock
从设备最多可以接收系统中16个主设备的请求。只需要记录主设备号（忽略地址和控制信号）
给出RETRY响应的从设备在某一时刻只能由一个主设备访问,可以使用一些硬件保护机制，比如ERROR

AHB接口

主设备接口

从设备接口

仲裁器

地址译码器

AHB连接示例

+ Master 0 can access private RAM, APM and external interface + Master 1 can access DMA slave, APB and external interface + Parallel access improves system bandwidth

AHB-Lite

AHB 的简化版
- 只有单Master
- 不需要 HBUSREQ & HGRANT （没有其他主机，所以无需request和授权）
简单的从机
- 没有 retry or split 响应
- Standard AHB modules can be used
- Allows easier module design/debug