【手撕AHB-APB Bridge】~ AHB地址总线的低两位为什么不用来表示地址呢？

0. 前言

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接下来回到正题===>

更新这篇博客是因为在做项目的过程中在遇到了问题，以下是简单的描述：

constraint haddr_constr{
    
		(hsize == HWORD) -> (haddr[0] == 1'b0);
		(hsize == WORD)	-> (haddr[1:0] == 2'b0);	 	
		solve hsize before haddr;
	}

起初不是很了解为什么要进行限制，学习之后明白了，以下是我的个人理解，希望大家批评指正！！！

1. 低两位的作用

AHB总线的低两位传递的信号不是用来表示数据的地址，表示数据地址的是除去低两位的剩余30位。如下图所示，HSIZE决定了传输的类型，是WORD、BYTE还是HALFWORD；在地址阶段，HADDR的低两位和HSIZE信号一起决定传输，分别存储在数据总线的哪些位置上。

大家可以观察图发现，HSIZE=00时，意味着传输的是BYTE，8位的，那么，HADDR就要决定你是存储在哪个八位上；同理，HIZE=01，那你HADDR的低一位就不起作用了，就是0；同理，HSIZE=10时，传输一个WORD，32位，那你的HADDR的两位都是0，这就是为什么要对其ADDR低两位进行限制。

2. 为什么ADDR低两位用来存储其他信息，而不表示地址信息呢？

主要原因是数据总线为32bit，数据交互的过程都是以32bit（4个字节）来进行的，如果只需要读写一个或者半个字，可以通过上面的方法取得。

因此，CORTEX-M核中，地址的偏移总是以“4”为单位进行偏移，因此低两位一直没有用到，因此用来存储其他信息了。如下图所示，地址每次偏移4字节，低两位就是没用到。

不论怎么样，低两位总是用不到更新地址，因为每次都是以4为单位递增，也就是从第三位开始递增。

2. 关于solve…before…的说明

之前在学习SV的时候，没见过这种约束，今天学习一下
（之前的约束可以参考另一篇博客：传送门）

SystemVerilog中随机变量在常见的约束（符号约束、inside约束、条件约束、内嵌约束）条件下，其随机值出现的概率是均等的。但是 使用solve…before约束后，将会改变随机数值的出现几率，使得某些特定的取值情况更易出现。

2.1 没有solve…before…

class transaction;
  rand bit        a;
  rand bit[1:0]   data;

  constraint c1{
     a -> data==3'h3;}     //条件约束 
endclass

module gen_data;
  initial begin
    transaction tr=new() ;
    for(int i=0; i<10; i++ ) begin
      tr.randomize() ;
      $display("a= %0d, data= %0d",tr.a, tr.data) ;
    end
  end

endmodule

上边这个仅仅添加了一个条件约束，结果如下：

打印结果如下：
a= 0,  data= 2;
a= 0,  data= 2;
a= 0,  data= 3;
a= 0,  data= 1;
a= 0,  data= 0;
a= 0,  data= 2;
a= 1,  data= 3;
a= 0,  data= 3;
a= 0,  data= 1;
a= 0,  data= 1;

由于条件约束的存在，当a=1，data只能为3；而a=0，data可取0,1,2,3四种组合，所以共有5种组合，每种组合出现的概率相同，即1/5，如下表：

2.2 加上solve…before…

class transaction;
  rand bit        a;
  rand bit[1:0]   data;

  constraint c1{
     a -> data==3'h3;       //条件约束 
                  solve a before data;}   //在给出data随机值之前先给出a的随机值 
endclass

module gen_data;
  initial begin
    transaction tr=new() ;
    for(int i=0; i<10; i++ ) begin
      tr.randomize() ;
      $display("a= %0d, data= %0d",tr.a, tr.data) ;
    end
  end

endmodule

除了有一个条件约束外，还增加了solve…before…，随机的结果的概率会发生改变。

打印结果如下：
a= 1,  data= 3;
a= 0,  data= 2;
a= 0,  data= 3;
a= 0,  data= 1;
a= 1,  data= 3;
a= 0,  data= 2;
a= 1,  data= 3;
a= 0,  data= 3;
a= 0,  data= 1;
a= 0,  data= 1;

由于 solve a before data约束的存在，随机变量a会先被赋予随机值，a为1或0的概率为1/2，接下来再为data随机变量赋随机值，其概率取决于a的值，如下表：

注意：randc类型变量不被允许使用solve…before约束；

参考文献

第一问
第二问

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