STM32總線架構(gòu)講解

01前文

本文主要進(jìn)行學(xué)習(xí)總結(jié)，為他人提供參考和學(xué)習(xí)，也為了記錄自己的學(xué)習(xí)知識進(jìn)行總結(jié)，并且望有錯誤之處，請各位技術(shù)大佬們提出修正，互相進(jìn)步，也便認(rèn)識自己的不足之處，查漏補(bǔ)缺。

02前情提要

在說總線架構(gòu)之前，要了解一些知識點(diǎn)，AMBA是什么、總線、矩陣的作用，了解了這些才能明白總線為何這樣走，為何要有矩陣。

1、AMBA

AMBA是ARM公司提出的一種開放性的SoC總線標(biāo)準(zhǔn)，現(xiàn)在已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于RISC的內(nèi)核上了。

定義了一種多總線系統(tǒng)，包括系統(tǒng)總線和等級稍低的外設(shè)總線。

利用AMBA定義的一款總線架構(gòu)：

AHB (Advanced High-performance Bus) 高級高性能總線

ASB (Advanced System Bus) 高級系統(tǒng)總線

APB (Advanced Peripheral Bus) 高級外圍總線

AXI (Advanced eXtensible Interface) 高級可拓展接口

其中 AHB速度高，可連接芯片，或者搭載快速高效率的模塊如內(nèi)存，DMA。

APB頻率較低，可由AHB經(jīng)BUS-BRIDGE橋接而來，常用于搭載較低速度需求的外圍設(shè)備，被稱為外圍總線。

AXI：屬于AMBA3.0標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)物，其中STM32F7中就采用了AXI總線，相對于AHB不僅頻率高，數(shù)據(jù)寬度范圍廣和大，且數(shù)據(jù)和地址通道分離。

AHB和APB之間是通過Bridge(橋接器）連接起來的。

2總線橋接

眾所周知，一個系統(tǒng)中的各個模塊之間相互通信是通過總線，總線的作用，就是把數(shù)據(jù)和地址從設(shè)備A搬運(yùn)到設(shè)備B上，
如果說設(shè)備A和設(shè)備B具有一致性，那么設(shè)備A和設(shè)備B可以直接掛在同一個總線上，并直接解讀總線上的數(shù)據(jù)。
但是，如果設(shè)備A和設(shè)備B不具有一致性，那么設(shè)備A和設(shè)備B就必須掛在兩條不同的總線上，這時(shí)候我們就需要一個“翻譯”，把設(shè)備A上的總線上的數(shù)據(jù)和地址轉(zhuǎn)換成設(shè)備B可以解析的格式，然后放到設(shè)備B的總線上。

3矩陣

矩陣的作用是按照訪問關(guān)系將主從設(shè)備間連接起來。因此，多個從設(shè)備可以類似于并行地訪問主設(shè)備，例如當(dāng)多個從設(shè)備訪問一個主設(shè)備時(shí)，那么如何工作？一個時(shí)刻只能有一個從設(shè)備訪問主設(shè)備，因此當(dāng)多個從設(shè)備訪問同一個主設(shè)備時(shí)需要有優(yōu)先級的參與。

矩陣內(nèi)部有仲裁器，可根據(jù)優(yōu)先級對每個從設(shè)備進(jìn)行優(yōu)先級判斷來操作。

重點(diǎn)來了噢！

跟上圖中的走線腳步一起前進(jìn)

系統(tǒng)架構(gòu)

主系統(tǒng)架構(gòu)基于 2 個子系統(tǒng)：

一個 AXI 轉(zhuǎn) multi-AHB 總線橋，用于將 AXI4 協(xié)議轉(zhuǎn)換為 AHB-Lite 協(xié)議：

① 一個連接到內(nèi)嵌 flash 的 AXI 轉(zhuǎn) 64 位 AHB 總線橋（圖中標(biāo)記為紅色）

② 3 個連接到 AHB 總線矩陣的 AXI 轉(zhuǎn) 32 位 AHB 總線橋（途中標(biāo)記為藍(lán)色）

一個 multi-AHB 總線矩陣

multi-AHB 總線矩陣將所有主控總線和被控總線互連，它包括：

– 32 位 multi-AHB 總線矩陣 （圖中32位總線矩陣：方框）

– 64 位 multi-AHB 總線矩陣（圖中用紫色圈出的部分）：它將來自 CPU 的 64 位 AHB 總線（圖中黃線路徑）（通過 AXI 轉(zhuǎn) AHB 總線橋）和來自 GP DMA 與外設(shè) DMA（增至 64 位）的 32 位 AHB 總線連接到內(nèi)部flash。

multi-AHB 總線矩陣可連接：十二個總線主控器：（以下部分可參照圖2來走線：圖一不太好理解）

– 3x32 位 AHB 總線以及 64 位 Cortex?-M7 AXI 主控總線通過 AXI-AHB 總線橋分為 4 個總線主控器

– 連接到內(nèi)嵌 flash 的 1x64 位 AHB 總線

–Cortex? -M7 AHB 外設(shè)總線

–DMA1 存儲器總線

–DMA2 存儲器總線

–DMA2 外設(shè)總線

– 以太網(wǎng) DMA 總線

– USB OTG HS DMA 總線

–LCD 控制器 DMA 總線

– Chrom-Art 加速器? (DMA2D) 存儲器總線

八個總線從控制器：

–AHB 總線上的內(nèi)嵌 Flash（用于 Flash 讀/寫訪問、代碼執(zhí)行和數(shù)據(jù)訪問） –Cortex?-M7 AHBS 從接口（僅用于 DTCM RAM 的 DMA 數(shù)據(jù)傳輸）

–主 SRAM1 (240 KB)

– 輔助 SRAM2 (16 KB)

–AHB1 外設(shè)（包括 AHB-APB 總線橋和 APB 外設(shè)）

–AHB2 外設(shè)（包括 AHB-APB 總線橋和 APB 外設(shè)）

–FMC – Quad SPI

結(jié)尾

總線架構(gòu)需要了解的就這么多，我們只需要知道總線的作用，以及它大概連接的邏輯，怎樣走線的，呃，這個詞語也不是很專業(yè)。總得來說，知道有哪些東西在你的單片機(jī)上，如何運(yùn)作的就差不多啦!如果想具體知道每一個設(shè)備是如何來連接運(yùn)作的，可以單獨(dú)查詢。