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建行个人网上银行_b站视频可以离线观看吗_衡水seo优化_站长统计app软件

时间:2025/7/11 1:29:28来源:https://blog.csdn.net/liudong200618/article/details/144800989 浏览次数:0次
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AMBA 3 APB 协议规范笔记

1. 概述

AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) 是一种用于高性能嵌入式系统的片上总线架构。APB (Advanced Peripheral Bus) 是 AMBA 3 协议家族的一部分,专为低功耗和低复杂度设计优化的低成本接口。

主要特点:

  • 低带宽连接: 适用于不需要高性能流水线总线接口的低带宽外设。
  • 非流水线协议: 所有信号转换仅与时钟上升沿相关,易于集成到任何设计流程中。
  • 接口兼容性: 可与 AMBA AHB-Lite 和 AXI 接口连接,用于访问外设的可编程控制寄存器。
  • 最少两个周期完成一次传输。

2. 协议版本变化

AMBA 3 APB 协议规范 v1.0 的主要变化:

  • 新增 PREADY 信号: 用于延长 APB 传输,允许从设备控制传输时长。
  • 新增 PSLVERR 信号: 用于指示传输失败,支持错误响应。

3. 传输类型

3.1 写传输

3.1.1 无等待状态写传输

  • Setup 阶段 (T1):
    • 地址、数据、写信号 (PWRITE) 和选择信号 (PSELx) 在时钟上升沿后发生变化。
    • 传输的第一个时钟周期称为 Setup 阶段。
  • Access 阶段 (T2):
    • 下一个时钟上升沿后,使能信号 (PENABLE) 被置位,表示 Access 阶段开始。
    • 地址、数据和控制信号在 Access 阶段保持有效。
    • 传输在当前周期结束时完成。
    • PENABLE 在传输结束时被取消置位。
    • PSELx 也被置为低电平,除非立即跟随对同一外设的另一次传输。

3.1.2 带等待状态的写传输

  • PREADY 信号:
    • 从设备可以通过将 PREADY 置为低电平来延长传输。
    • 在 Access 阶段 (PENABLE 为高电平) 时,传输可以延长。
    • 额外的周期中,地址 (PADDR)、写信号 (PWRITE)、选择信号 (PSELx)、使能信号 (PENABLE) 和写数据 (PWDATA) 保持不变。
    • PREADY 在 PENABLE 为低电平时可以取任意值,确保具有固定两个周期访问时间的外设可以将 PREADY 置为高电平。
  • 建议:
    • 建议在传输结束后不要立即更改地址和写信号,而是保持稳定直到下一次访问,以减少功耗。
3.2 读传输

3.2.1 无等待状态读传输

  • 与写传输类似,地址、写信号 (PWRITE)、选择信号 (PSELx) 和使能信号 (PENABLE) 的时序相同。
  • 从设备必须在读传输结束前提供数据。

3.2.2 带等待状态的读传输

  • 与带等待状态的写传输类似,传输可以延长。
  • 协议确保额外的周期中,地址 (PADDR)、写信号 (PWRITE)、选择信号 (PSELx) 和使能信号 (PENABLE) 保持不变。

4. 错误响应

  • PSLVERR 信号: 用于指示 APB 传输中的错误条件。
    • 仅在 APB 传输的最后一个周期有效,当 PSELx、PENABLE 和 PREADY 都为高电平时。
    • 建议(而非强制)在不采样 PSLVERR 时将其置为低电平,即当 PSELx、PENABLE 或 PREADY 为低电平时。
  • 错误处理:
    • 发生错误的传输可能会也可能不会改变外设的状态,具体取决于外设。
    • 发生错误的写传输并不意味着外设内的寄存器未被更新。
    • 发生错误的读传输可能会返回无效数据,外设无需将数据总线全部置为 0。
  • APB 外设无需支持 PSLVERR 引脚。
    • 对于现有和新的 APB 外设设计都是如此。
    • 如果外设不包括此引脚,则 APB 桥的相应输入应接地。

4.1 错误映射:

  • 从 AXI 到 APB:
    • APB 错误映射回 RRESP/BRESP = SLVERR。
    • 通过将 PSLVERR 映射到 AXI 信号 RRESP[1](读)和 BRESP[1](写)实现。
  • 从 AHB 到 APB:
    • PSLVERR 映射回 HRESP = ERROR(读和写)。
    • 通过将 PSLVERR 映射到 AHB 信号 HRESP[0] 实现。

5. 操作系统状态

状态机通过以下状态运行:

  • IDLE(空闲状态):
    • APB 的默认状态。
    • PSELx = 0, PENABLE = 0。
  • SETUP(设置状态):
    • 当需要传输时,总线进入 SETUP 状态,适当的 PSELx 信号被置位。
    • 总线仅在 SETUP 状态停留一个时钟周期,并在下一个时钟上升沿始终进入 ACCESS 状态。
    • PSELx = 1, PENABLE = 0。
  • ACCESS(访问状态):
    • 在 ACCESS 状态中,使能信号 PENABLE 被置位。
    • 地址、写信号、选择信号和写数据信号在从 SETUP 状态过渡到 ACCESS 状态期间必须保持稳定。
    • 退出 ACCESS 状态由从设备的 PREADY 信号控制:
      • 如果从设备保持 PREADY 为低电平,则外设总线保持在 ACCESS 状态。
      • 如果从设备将 PREADY 置为高电平,则退出 ACCESS 状态,如果不需要更多传输,则总线返回 IDLE 状态;否则,总线直接进入 SETUP 状态以进行下一次传输。

6. 信号描述

信号描述
PCLK时钟源时钟。APB 上的所有传输都由 PCLK 的上升沿定时。
PRESETn系统总线复位。APB 复位信号为低电平有效。该信号通常直接连接到系统总线复位信号。
PADDRAPB 桥地址。APB 地址总线,最多 32 位宽,由外设总线桥单元驱动。
PSELxAPB 桥选择。APB 桥单元为每个外设总线从设备生成此信号。它指示从设备被选中,并且需要数据传输。每个从设备都有一个 PSELx 信号。
PENABLEAPB 桥使能。此信号指示 APB 传输的第二个及后续周期。
PWRITEAPB 桥方向。此信号指示 APB 写访问(高电平)和 APB 读访问(低电平)。
PWDATAAPB 桥写数据。在写周期期间,当 PWRITE 为高电平时,此总线由外设总线桥单元驱动。此总线最多可宽达 32 位。
PREADY从设备就绪。从设备使用此信号来延长 APB 传输。
PRDATA从设备读数据。在读周期期间,当 PWRITE 为低电平时,选定的从设备驱动此总线。此总线最多可宽达 32 位。
PSLVERR从设备错误。此信号指示传输失败。APB 外设无需支持 PSLVERR 引脚。对于现有和新的 APB 外设设计都是如此。如果外设不包括此引脚,则 APB 桥的相应输入应接地。

7. 总结

AMBA 3 APB 协议是一种简单高效的协议,适用于低带宽、低功耗的外设连接。通过引入 PREADY 和 PSLVERR 信号,它在保持简单性的同时增加了灵活性和错误处理能力。

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