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AMBA片上总线在基于IP复用的SoC设计中的应用

发布时间:2020-07-21 17:57:46 阅读: 来源:遮阳挡厂家

引言

本文引用地址:随着深亚微米工艺技术日益成熟,集成电路芯片的规模越来越大。数字IC从基于时序驱动的设计方法,发展到基于IP复用的设计方法,并在SOC设计中得到了广泛应用。在基于IP复用的SoC设计中,片上总线设计是最关键的问题。为此,业界出现了很多片上总线标准。其中,由ARM公司推出的AMBA片上总线受到了广大IP开发商和SoC系统集成者的青睐,已成为一种流行的工业标准片上结构。AMBA规范主要包括了AHB(Advanced High performance Bus)系统总线和APB(Advanced Peripheral Bus)外围总线。

AMBA片上总线

AMBA 2.0规范包括四个部分:AHB、ASB、APB和Test Methodology。AHB的相互连接采用了传统的带有主模块和从模块的共享总线,接口与互连功能分离,这对芯片上模块之间的互连具有重要意义。AMBA已不仅是一种总线,更是一种带有接口模块的互连体系。下面将简要介绍比较重要的AHB和APB总线。

AHB简介

AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接,作为SoC的片上系统总线,它包括以下一些特性:单个时钟边沿操作;非三态的实现方式;支持突发传输;支持分段传输;支持多个主控制器;可配置32位~128位总线宽度;支持字节、半字节和字的传输。AHB 系统由主模块、从模块和基础结构(Infrastructure)3部分组成,整个AHB总线上的传输都由主模块发出,由从模块负责回应。基础结构则由仲裁器(arbiter)、主模块到从模块的多路器、从模块到主模块的多路器、译码器(decoder)、虚拟从模块(dummy Slave)、虚拟主模块(dummy Master)所组成。其互连结构如图1所示。

APB简介

APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接,例如UART、1284等,它的总线架构不像AHB支持多个主模块,在APB里面唯一的主模块就是APB 桥。其特性包括:两个时钟周期传输;无需等待周期和回应信号;控制逻辑简单,只有四个控制信号。APB上的传输可以用如图2所示的状态图来说明。

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。

2)当有传输要进行时,PSELx=1,PENABLE=0,系统进入SETUP状态,并只会在SETUP 状态停留一个周期。当PCLK的下一个上升沿时到来时,系统进入ENABLE 状态。

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。

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