AMBA基础知识6：AHB-Lite简介

待我称王封你为后i 2022-03-15 11:36 1016阅读 0赞

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AHB总线实现了简单的基于burst的传输，数据总线带宽可配置32-1024bit。可以实现简单的fixed pipeline在address/control phase和

data phase之间。

典型的AHB的slave包括：internal memory device，external memory interfaces，high bandwidth peripheral。

AHB必须是对齐传输，word,addr\[1:0\]为0，half-word,addr\[0\]为0。包括wrap burst传输，也必须是对齐的。

AHB-Lite协议是整个AHB协议的子集，只支持一个总线主设备，不需要总线仲裁器及相应的总线请求/授权协议，

不支持Retry和Split响应。

AHB-Lite的典型应用结构是一个AHB-Lite master，一些AHB-Lite slaves。slave由APB总线实现，HSEL信号由一个

address decoder产生。从slave到master的rdata，response由一个slave-to-master multiplexor通过选址

送给master。

AHB中的transfer由两部分组成，Address phase，Data phase。

slave可以通过信号HREADY来延长data phase，但是不能延长address phase。

在master比较繁忙时，可以通过busy transfer，表示burst还在继续，相当于多延时一个address cycle。

AHB信号大致可以分为五类：

Global signals：HCLK，HRESETn；

Master signals：HADDR，32bit的地址线。

HBURST，3bitde burst长度和类型。支持长度为4/8/16的INCR/WRAP类型的burst。

**未定义长度的INCR类型的burst。和Single burst两种新类型。**

HMASTLOCK，表示一个locked的transfer，主要用在一个存在多个master访问的slave原语操

作中。因为AHB并不存在乱序操作，所以单一master时，并没用。arm建议，lock transfer之后

加一个IDLE的transfer。

HPROT，4bit包含data/opcode,supervisor/user之外，还包含bufferable,cacheable两位

AHB并没有对secure world的支持。

HSIZE， 3bit表示transfer的带宽，必须小于AHB配置的BUS width。

**AHB中的byte lanes由address offset来决定，对于32bit的bus，0x1在小端格**

**式就只****选择最低的byte。**

**HTRANS，2bit，只有AHB的信号，表示前后两个transfer之间的关系。**

IDLE，表示无数据传输，在lock transfer之后以idle结束。slave必须返回OKAY response。

BUSY，允许master在一个transfer中加入idle cycle。并不实现数据的传输，address和control

signals反映在下一个transfer。

NONSEQUENTIAL，表示一个single transfer或者一个burst的第一个transfer。

这个transfer的address和control signal和前一个transfer没关系。

SEQUENTIAL，表示INCR/WRAP类型的transfer。control signal和前一个transfer一样。

address根据前一个transfer计算得到。

AHB的每个transfer的控制是分开的，其中包含burst信息，而AXI的transfer是打包在一个burst中

的。**AHB是基于transfer的，AXI是基于burst的。**

HWDATA，32bit。

HWRITE，1--write；0--read。

Slave signals：HRDATA，31bit数据，从slave送往Multiplexor。

HREADYOUT，从slave送往Multiplexor表示每个slave自己的READY信号，最终变为HREADY。

HRESP，从slave送往Multiplexor的response信号。

Decode signal：HSEL，从decoder送往slave的HSEL信号，由高位地址线组合逻辑生成。

Multiplexor signals：HRDATA，31bit，从Multiplexor送往master，读数据。

HREADY，从Multiplexor送往master，transfer结束信号。

HRESP，从Multiplexor送往master，response信号。

AHB中的transfer：主要依靠address，data之间的overlapping来实现pipeline。

**所以当slave在data phase通过HREADY延长一个 transfer时，下一个transfer的address phase不能被即时**

**采样，****也会被延长。建议slave插入的wait state不超过16个clk。**

**AHB没有enable信号，所以不进行传输时，HTRANS信号有0，表示idle，无数据传输。**

**只有HTRANS为10,non\_seq时，才会开始一个transfer。**

**![737711-20160929153922313-1017187959.png][]**

![737711-20160929154158672-1856775219.png][]

AHB中的transfer是不能超过1KB的，不是AXI的4KB。

**AHB中要实现一个SEQ的transfer也是NONSEQ起始，然后每次clock rising 采样，其后增加SEQ或BUSY类型**

**的****transfer，也是每个clock被采样。祥见相册。**

**![737711-20160929155327094-71120568.png][]**

（注意HTRANS\[1:0\]为BUSY时HRDATA\[31:0\]不会返回数据）

固定长度的burst，只能自然结束，最后一个seq transfer后，结束。

undefined INCR burst，通过non\_seq和idle transfer来进行结束。

不允许通过busy tansfer，来结束burst。

burst中的wrap操作：

AHB的wrap中要求两种对齐：1)字对齐；2)wrap对齐；

Aligned\_address = (INT(start\_address/number\_of\_bytes) \* number\_of\_bytes)

Wrap\_Boundary = (INT(start\_address/number\_of\_bytes\*burst\_length) \*(number\_of\_bytes\*burst\_length))

Address\_1 = start\_address

Address\_n = Aligned\_address + (N-1) \* number\_of\_bytes

**wrap的边界地址等于burst\_length\*size的对齐地址，在16byte的对齐，只有低四位变化，每次增加4。**

![737711-20160929163458313-1998963877.png][]

当slave在一个transfer中插入wait state时，下一transfer的可以类型改变，但是会有限制。

1)前一transfer在IDLE类型，这一transfer可以是变为NONSEQ类型；

2)前一transfer在BUSY类型且length固定，这一transfer可以变为SEQ类型；

3)前一transfer在undefined burst length且在BUSY类型，这一transfer可以变为任意类型。

当slave在一个transfer中插入wait state时，在以下情况下可以改变address。

1)当前是一个IDLE类型transfer，address可以改变。

2)当slave返回一个error时，可以在HREADY为低时，改变地址。

AHB中一个transfer传输的结果：

1) Transfer pending------Hresp=0, Hready=0;

2) Transfer complete------Hresp=0, Hready=1;

3) error response first cycle-----Hresp=1, Hready=0;

4) error response second cycle----Hresp=1, Hready=1;

**AHB中的error返回，必须持续两个clock，提前一个cycle可以让master在发出下一个transfer之前，意识到这个transfer的error。**

**在slave需要更长时间返回resp时，也最多只能有两个cycle的error resp，通过ready进行extend。**

**![737711-20160929165116860-347164179.png][]**

一个seq的transfer一般不能超过1K，因为一般IP的地址空间都是以1K为单位的，如果一个transfer超过了IP边界，因为address的值是不变的，所以会导致

第二个IP传输的数据出错，这时应该用NONSEQ重新发起一个新的transfer。

尽管AHB中有wrap类型的传输，但是addr的计算还是master每一个cycle都计算一次的。

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