AHB 总线协议信号与用法
1. AHB 信号概述
AHB（Advanced High-performance Bus）是 ARM AMBA 总线架构的一部分，常用于连接高速外设、存储器和处理器核心，旨在提高嵌入式系统的传输效率。以下是 AHB 的主要信号分类：
1.1 地址与控制信号
- HADDR: 地址信号，传输主设备向从设备发出的地址（32位或更多位宽）。
- HTRANS: 传输类型信号，标识传输的类型（非连续传输、连续传输等）。
- HSIZE: 传输大小信号，指示每次传输的数据大小（8位、16位、32位等）。
- HBURST: 突发类型信号，指示突发传输的类型和长度。
- HPROT: 保护类型信号，提供关于访问权限的信息（特权访问、缓存访问等）。
1.2 数据信号
- HWDATA: 写数据信号，主设备向从设备传输写数据。
- HRDATA: 读数据信号，从设备向主设备传输读数据。
1.3 握手与响应信号
- HREADY: 准备信号，表示当前传输是否完成。高电平表示准备好进行下一次传输。
- HRESP: 响应信号，指示传输的状态（正常或错误）。
1.4 时钟与复位信号
- HCLK: 时钟信号，所有传输都基于此时钟。
- HRESETn: 复位信号，低电平有效，用于复位总线系统。
2. HBURST 信号与用法
HBURST 信号是 3 位信号，用于指定突发传输的类型和长度，常用于高效的连续数据传输。以下是可能的突发类型：
2.1 HBURST 信号类型
- 000 - Single: 单次传输，仅传输一个数据项。
- 001 - INCR: 递增突发传输，长度不固定，适用于连续数据流传输。
- 010 - WRAP4: 包裹式突发传输，传输 4 个数据项，地址到达边界时回绕。
- 011 - INCR4: 递增突发传输，传输 4 个数据项。
- 100 - WRAP8: 包裹式突发传输，传输 8 个数据项。
- 101 - INCR8: 递增突发传输，传输 8 个数据项。
- 110 - WRAP16: 包裹式突发传输，传输 16 个数据项。
- 111 - INCR16: 递增突发传输，传输 16 个数据项。
2.2 HBURST 传输示例
例如，在 WRAP4 模式下，若起始地址为 0x1000，传输 4 个 32 位数据，地址依次为：
- 0x1000
- 0x1004
- 0x1008
- 0x100C
- 回绕到 0x1000
3. HMASTER 信号与用法
HMASTER 信号用于标识当前占用总线的主设备编号。在多主设备系统中，多个主设备可能请求总线访问，仲裁器根据仲裁策略选择一个主设备并通过 HMASTER 信号指示该主设备。
3.1 HMASTER 工作流程
- 主设备请求总线: 多个主设备发起总线请求，发送到仲裁器。
- 仲裁器选择主设备: 仲裁器选择一个主设备，并通过 HMASTER 信号输出主设备编号。
- 传输阶段: 被选中的主设备开始使用总线，HMASTER 信号标识该设备编号。
- 传输完成: 传输结束后，仲裁器释放总线控制权，HMASTER 信号更新为下一个主设备编号或保持空闲。
3.2 示例
假设系统中有 4 个主设备，HMASTER 信号定义如下：
00: CPU01: DMA 控制器 110: DMA 控制器 211: GPU
当 CPU 获得总线控制权时，HMASTER 信号为 00，指示 CPU 正在使用总线。
4. 总结
AHB 总线通过 HBURST 和 HMASTER 信号实现了高效的数据传输和多主设备仲裁管理。合理配置这些信号可以优化系统的性能和响应时间，尤其在高带宽应用场景中。
