AMBA總線—apb簡介

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APB歷史版本介紹

APB(Advanced Peripheral Bus)，外圍總線的意思。該總線協(xié)議是ARM公司提出的AMBA總線結(jié)構(gòu)之一，幾乎已成為一種標(biāo)準(zhǔn)的片上總線結(jié)構(gòu)。幾個版本差異如下：

AMBA 2 APB Specfication：定義最基本的信號interface, 讀寫transfer, APB bridge, APB slave.

AMBA 3 APB：增加定義信號PREADY, PSLVERR來完成對wait state和Error reporting的功能。

AMBA 4 APB：增加定義信號PPROT, PSTRB來支持secure, supervisor和sparse data transfer的功能。

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APB協(xié)議簡介

APB屬于AMBA 協(xié)議系列，它提供了一個低功耗的接口， 并降低了接口的復(fù)雜性。APB接口用在低帶寬和不需要高性能總線的外圍設(shè)備上。APB是非流水線結(jié)構(gòu)，所有的信號僅與時鐘上升沿相關(guān)，這樣就可以簡化APB外圍設(shè)備的設(shè)計流程，每個傳輸至少耗用兩個周期。APB主要用于低帶寬的周邊外設(shè)之間的連接，例如UART、I2C等，其特性包括：

• 兩個時鐘周期傳輸；
• 無需等待周期和回應(yīng)信號；
• 控制邏輯簡單，只有四個控制信號。

APB上的傳輸可以用狀態(tài)圖來說明:

a) 系統(tǒng)初始化為IDLE狀態(tài)，此時沒有傳輸操作，也沒有選中任何從模塊。

b) 當(dāng)有傳輸要進(jìn)行時，PSELx=1，PENABLE=0，系統(tǒng)進(jìn)入SETUP狀態(tài)，并只會在SETUP 狀態(tài)停留一個周期。當(dāng)PCLK的下一個上升沿時到來時，系統(tǒng)進(jìn)入ENABLE 狀態(tài)。

c) 系統(tǒng)進(jìn)入ACCESS狀態(tài)時，維持之前在SETUP 狀態(tài)的PADDR、PSEL、PWRITE不變，并將PENABLE置為1。傳輸也只會在ACESS狀態(tài)維持一個周期，在經(jīng)過SETUP與ACCESS狀態(tài)之后就已完成。之后如果沒有傳輸要進(jìn)行，就進(jìn)入IDLE狀態(tài)等待；如果有連續(xù)的傳輸，則進(jìn)入SETUP狀態(tài).

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APB信號描述

APB支持最大32-bit的數(shù)據(jù)位寬，下表給出了APB的信號：

除了上表的信號外，APB還有兩個信號接口：

PPROT: 保護(hù)類型，分為 normal, privileged, secure, data/instruction 訪問。

PSTRRB: 寫選通信號，指示哪個字節(jié)是有效的數(shù)據(jù)，PSTRB與PWDATA之間的關(guān)系為PSTRB[n] <--> PWDATA[(8n+7):(8n)]。

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APB 寫傳輸

寫傳輸包括兩種類型：無等待狀態(tài)和有等待狀態(tài)

下圖顯示了一個基本的無等待狀態(tài)的寫傳輸。

地址、寫入數(shù)據(jù)、寫入信號和選擇信號都在時鐘上升沿后改變。第一個時鐘周期叫做Setup phase。下一個時鐘沿后使能信號PENABLE被置位，表示Access phase就位。地址、數(shù)據(jù)和控制信號在Access phase期間有效。傳輸在該周期后結(jié)束。使能信號PENABLE, 在傳輸結(jié)束后清空。選擇信號PSELx同樣被置低，除非緊接著下一傳輸開始。

下圖顯示了一個基本的有等待狀態(tài)的寫傳輸

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APB讀傳輸

讀傳輸也包括兩種類型：無等待狀態(tài)和有等待狀態(tài)。

下圖顯示了一個讀傳輸?shù)臒o等待狀態(tài)的時序圖：

下圖顯示了信號是如何擴(kuò)展傳輸?shù)摹Ｈ绻贏ccess phase期間PREADY信號拉低，則傳輸被擴(kuò)展。但下述信號不變：

• 地址：PADDR
• 寫信號：PWRITE
• 選擇信號：PSEL
• 使能信號：PENABLE.

圖中顯示了如何使用PREADY信號來添加兩個周期，你也可以添加數(shù)個周期。

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錯誤響應(yīng)

使用PSLVERR來指示APB傳輸錯誤。當(dāng)PSEL, PENABLE以及PREADY 都為高時，PSLVERR才在最后一個周期進(jìn)行判斷。當(dāng)任何一個PSEL, PENABLE或者PREADY為低時，你可以將PSLVERR拉低，這是推薦，并不是強(qiáng)制要求。收到一個錯誤后，可能或不可能改變外圍器件的狀態(tài)。 APB外圍設(shè)備不要求必須支持PSLVERR引腳，當(dāng)不使用該引腳時，應(yīng)被置低。

下圖顯示了一個寫傳輸失敗的時序圖