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AHB总线规范读书笔记中国科学院微电子研究所韩健序..............................................................................................................................................11、概述...............................................................................................................................12、命名规则.......................................................................................................................13、总线结构.......................................................................................................................24、信号定义.......................................................................................................................35、总线操作概述...............................................................................................................56、基本传输.......................................................................................................................57、控制信号.......................................................................................................................77.1、传输类型..................................................................................................................77.2、Burst传输.................................................................................................................87.3、传输方向..................................................................................................................97.4、传输大小..................................................................................................................97.5、保护控制................................................................................................................108、地址译码...........................................................................................................................109、响应信号...........................................................................................................................119.1、传输完成................................................................................................................119.2、传输响应................................................................................................................1110、仲裁.................................................................................................................................1211、AHB组件........................................................................................................................1311.1、slave......................................................................................................................1311.2、master...................................................................................................................1411.3、arbiter...................................................................................................................1611.4、decoder.................................................................................................................1712、其他.................................................................................................................................18序AHB总线规范是AMBA总线规范的一部分。AMBA总线规范是ARM公司提出的总线规范，被大多数SoC设计采用，它规定了AHB（AdvancedHigh-performanceBus）ASB（AdvancedSystemBus）APB(AdvancedPeripheralBus)。AHB用于高性能、高时钟频率的系统结构，典型的应用如ARM核与系统内部的高速RAM，NandFlash，DMA，Bridge的链接。APB用于连接外部设备，对性能要求不高，而考虑低功耗问题。ASB是AHB的一种替代方案，没有关注过它的使用，也没有见过其实际使用范例。因项目需要，阅读AHB总线规范，并做读书笔记。下面主要介绍AHB规范（AMBASpecificationRev2.0），预计今后加入APB协议部分。1、概述AHB总线规范被用来作为SoC设计的内部高速总线，挂载高速设备，如图一所示。图一、典型AHB总线系统AHB总线具有如下特性：•bursttransfers•splittransactions•singlecyclebusmasterhandover•singleclockedgeoperation•non-tristateimplementation•widerdatabusconfigurations(64/128bits).2、命名规则H：以H开头代表AHB总线定义的信号，以区别系统设计时的其他信号n:低电平有效。如HRESETn低电平有效的reset信号，也是AHB协议里唯一的低电1平有效信号。x:针对某一Master或Slave的信号，如HBUSREQx1为Master1的busrequest信号。3、总线结构AHB总线系统有Master、Slave和Infrastructure构成。Infrastructure由Arbiter，数据多路，地址控制多路，译码器构成。有需要占用总线的Master向Arbiter提出占用总线请求，Arbiter授权给指定的Master。任一时间周期只有一个Master可以接入总线，对其指定的Slave进行读写操作。总线统一规划slave的地址，译码器根据地址选择哪个slave与master进行数据通信。授权访问机制通过多路选择器实现：Arbiter将获得授权的master序号传输给地址和写数据多路，以选择哪个master接入总线；地址译码器根据master需要访问的地址选择master，并为写数据多路提供控制信号以选通相应的slave。下图取自ARMSpecificationp3-4，显示了三个Master，四个Slave的连接。图二、多路选择器连接结构24、信号定义总线上传输的信号基本可以分为时钟复位信号、地址信号、控制信号、读写数据信号、申请信号、授权信号、反馈信号。表一列出了AHB总线的信号名称，用途等信息：表一、AHB信号NameSourceToDescriptionHCLKBusclockClocksource各个moduleClocksource.上升沿采样HRESETnResetResetcontroller各个moduleResetsignal.低电平有效HADDR[31:0]AddressbusMasterdecodermuxtoSlavearbiter32-bitsystemaddressbus.HTRANS[1:0]TransfertypeMastermuxtoSlaveIndicatesthetypeofthecurrenttransfer,whichcanbeNONSEQUENTIAL,SEQUENTIAL,IDLEorBUSYHWRITETransferdirectionMastermuxtoSlaveWhenHIGHthissignalindicatesawriteandwhenLOWareadtransferHSIZE[2:0]TransfersizeMastermuxtoSlaveIndicatesthesizeofthetransfer,whichistypicallybyte(8-bit),halfword(16-bit)orword(32-bit).Theprotocolallowsforlargertransfersizesuptoamaximumof1024bits.HBURST[2:0]BursttypeMastermuxtoSlaveArbiterMasterIndicatesifthetransferformspartofaburst.Four,eightandsixteenb