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【手撕AHB-APB Bridge】~ AMBA总线之 AHB

2022-08-04 23:11:00 【IC二舅】

本章目录：

一. 引入
二. AHB总览
声明
下期预告：

一. 引入

AHB（Advanced High performance Bus）总线在AMBA2中就已经定义，AHB总线一开始主要是作为系统高速总线使用，适用于高性能，低功耗的系统设计。目前因为AXI总线作为高速总线的优势更加明显，AHB会用在相对低速的系统设计中。基本排序就是APB适用于低速设计，AXI适用于高速设计，AHB则介于两者之间。

在AMBA协议中，AHB一开始主要面向系统级高带宽高性能的系统互联设计，支持多master，多slave的互联模式。但是随着系统的发展，AHB更多用于支持简单的数据传输，因此后来对AHB协议做了简化设计，定义了AHB-Lite协议，简化之后的协议主要用在单master数据访问中，不需要支持Split与Retry。

以AHB2APB为例，BRIDGE左侧的部分就是AHB总线，可以挂载很多，比如CPU，RAM、DMA以及高带宽的外部存储接口，如下图所示：
在这里插入图片描述

二. AHB总览

AHB支持多master，多slave的互联模式，如上图所示。Master就是就是挂载到AHB总线上的一些外设，Slave就是我们上一节讲到的APB。AHB中最重要的就是需要掌握以下几点：

a. AHB的组成部分？
b. AHB有哪些信号？
c. AHB传输的两个阶段是什么？
d. AHB的传输？
e. AHB的时序分析举例？

在这里插入图片描述

1. AHB的组成部分

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AHB支持多master，多slave的互联模式，如上图所示，master和slave要想通信，那肯定需要有先后顺序和寻找地址来完成，那这时候就有了arbiter 和 decoder。

因此，AHB由四个部分组成：Master、Slave、Arbiter和Decoder。

当我们只有一个Master的时候，此时我们还需要仲裁哪个Master的优先级要高吗？

答案是完全不需要，因此，引出了AHB-Lite，其可以说是一款轻量级的总线，结构图如下：
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由上图可见，没有了Arbiter，也就是不用仲裁哪个master优先级高了，变成了一对多的模式。

2. AHB的信号

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HCLK和HRESETn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AHB的信号：

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3. AHB传输的两个阶段

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4. AHB的传输

4.1 AHB的基本传输

基本传输又包括两种传输类型：一次无需等待状态的简单传输、需要两个等待周期的简单传输

一次无需等待状态的简单传输

我们上边说过，AHB传输有两个阶段：Address Phase 和 Data Phase。第一个阶段，Master把地址和控制信号扔到总线上；第二个阶段，Slave去拿做出响应。如上图所示，两个阶段之间是没有空闲的，也就是说没有等待的，再往底层说就是Slave给Master的反馈信号HREADY拉高了，就说，哥们，我准备好了，操作我吧！！！
需要两个等待周期的简单传输

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唉，这个为什么第二个阶段持续了这么久呢？原因就在于第一个阶段完事之后，我master已经把地址和控制信号扔到总线上了，而你slave不给我面子啊，你的反馈信号HREADY迟迟不肯拉高，那只能和你干耗着了（注意：这里持续最长周期不能超过12个，这是协议中规定的）！！！直到你HREADY拉高之后，完成一次操作。