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高级微控制器总线结构完美解析

发布时间:2019-06-16 23:32 来源:未知 编辑:admin

  总线结构Advanced Microcontroller Bus Architecture(AMBA)定义了高性能的通信标准。可以将RISC处理器集成在其他IP芯核和外设中,它是有效连接IP核的“数字胶”,并且是ARM复用策略的重要组件。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信的接口。比如Xilinx公司的Zynq芯片,就是ARM与FPGA之间的连接通路。

  AHB总线用于高性能,高时钟工作频率模块。AHB在AMBA架构中为系统的高性能运行起到了基石作用。AHB为高性能处理器,片上内存,片外内存提供接口,同时桥接慢速外设。高性能,数据传输,多总线主控制器,突发连续传输,分步传输。

  AHB总线通过DMA和DSP,允许在总线上存在一个或多个主控制器。虽然APB总线上可以挂接慢速外设,但是也允许在AHB上挂接一些慢速外设作为从设备,不过它们通常还是挂接在APB总线上。

  a AHB主控制器:主控制器可以通过地址和控制信息,可以进行初始化,读,写操作。在同一时间,总线上只能有一个主控制器。

  b AHB从设备:从设备通常是指在其地址空间内,响应主控制器发出的读写控制操作的被动设备。通过操作的成功与否反馈给其主控制器,完成数据的传输控制。

  c AHB仲裁器:仲裁器根据用户的配置,确保在总线上同一时间只有一个主控制器拥有总线控制权限。AHB总线上只能有一个仲裁器。

  d AHB译码器:译码器解析在总线上传输的地址和控制信息。AHB总线上只能有一个译码器。

  ASB总线主要用于高性能系统模块。ASB是可用于AHB不需要的高性能特性的芯片设计上可选的系统总线。ASB也支持高性能处理器,片上内存,片外内存提供接口和慢速外设。高性能,数据传输,多总线主控制器,突发连续传输。ASB总线是位于APB总线架构之上的用于高性能的总线协议,它有如下特点:

  APB总线接口协议是AMBA协议层次结构中的一部分,它是高度优化的连接低功耗外设的精简接口。

  1) 系统初始化为IDLE状态,此时没有传输操作,也没有选中任何从模块。

  3) 系统进入ENABLE状态时,维持之前在SETUP 状态的PADDR、PSEL、PWRITE不变,并将PENABLE置为1。传输也只会在ENABLE状态维持一个周期,在经过SETUP与ENABLE状态之后就已完成。之后如果没有传输要进行,就进入IDLE状态等待;如果有连续的传输,则进入SETUP状态。

  如果总线上存在多个主模块,就需要仲裁器来决定如何控制各种主模块对总线的访问。虽然仲裁规范是AMBA总线规范中的一部分,但具体使用的算法由RTL设计工程师决定,其中两个最常用的算法是固定优先级算法和循环制算法。AHB总线个主模块和任意多个从模块,如果主模块数目大于16,则需再加一层结构(具体参阅ARM公司推出的Multi-layer AHB规范)。

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