AHB协议

AHB System

外部的memory比如SD card或者是DDR,需要在总线线上挂载相应的接口进行访问

AHB2

AHB2可以有多个master,每个master都会发出相应的控制信号,三个master会发出三组总线信号,对于slave而言,会share一组总线,所以只有一组master的控制信号可以给到slave,需要一个仲裁器,仲裁哪个master可以控制总线

slave地址空间最最小是1KB,slave地址空间是以1KB为单位的,所以在传输过程中不能跨越1KB的地址边界
仲裁的方式:可以采用轮询的方式进行仲裁还可以根据master的优先级进行仲裁

AHB-Lite

只有一组总线,针对于单个master设计的BUS
系统也是可以支持多个master

不需要进行仲裁,简化设计

AHB-Lite Strcture 1

多个master发送控制信号和数据,需要进行选择

AHB-Lite Strcture 2

master3有私有的slave4,master3访问slave4可以不经过选择,所以访问私有slave的速度快

AHB-Lite Structure 3

多个slave可以共享一组接口

Typical Multi-layer example

AHB操作

AHB Write

AHB Read

Multiple Transfer

支持pipeline操作
hready拉低表示slave不能及时进行响应

AHB-Lite Interconnection

AHB2 Interconnection

HBUSREQ和HGRANT - 一组握手信号

Htrans Transfer Type

NONSEQ - 发送一笔数据或者是burst传输的第一笔传输
SEQ - burst传输的除第一笔数据之外的访问

Transfer Type Example

Hsize and Hburst

hsize - 表示每笔传输的位宽
hburst - 表示传输类型single/busrt传输
burst传输又分为:INCR传输\WRAP传输
burst传输的时候不能跨越1KB地址边界

INCR4

WRAP8

How to caculate the start address of a line

Single vs Burst

Single

Burst

case

CPU发送4beat single access,single传输,DRAMC不知道下一个地址是多少,所以CPU再发送一个single access,DRAMC再执行一次
CPU发送INC4传输,DRAMC知道起始地址,就可以知道四个数据的地址和数据大小,DRAMC可以直接读取四个数据存放再缓存中,然后给到CPU
使用Burst传输能够提高效率,减少对于memory的访问次数

Hresp slave response of AHB-Lite

0表示ok,1表示error
如果是ERROR需要持续两个周期,用于给到master进行处理,master发现transfer错误,是继续传输还是取消burst传输

Master Terminates Current Burst

hready拉高的时候,将htrans置于IDLE状态,就会停止A+4的busrt传输

Master Continue Current Burst

Hresp slave response of AHB2

slave返回给到RETRY信号,此时arbiter会查询其他master的优先级,优先级高的master可以获得总线的控制权
slave返回split信号,根据轮询队列获得总线控制权,即使master优先级低,也可以得到总线的控制权

Two hready signals

Hready Connection

HPORT

Locked Transfer

保证原子操作,一次操作过程中只能是读或者是写操作,不能同时进行

Locked Transfer & ARM Processor

AHB5

Exclusive Transfer

HEXCL - 表示exclusive access
HEXOKAY - 表示exclusive access操作成功
exclusive transfer主要用于实现软件的semaphore,所以需要Exclusive Access Monitor记录access address

Exclusive Flow

Master0对地址进行读操作,对于Exclusive Access,会有一个额外增加的Global Exclusive Monitor,Monitor会存储两个状态,一个是open状态,一个是Exclusive状态
当发起LDREX之后,Monitor会转到Exclusive状态,Monitor会返回EXOKAY给到Master0
Master1再去访问该地址的时候,Monitor还会记录该地址的Exclusive状态
Master0发起一个写操作,可以将数据写到地址对应的mem中,Monitor将该地址状态切换为open状态
Master1发送一个write操作,因为Monitor处于open状态,write操作会失败,不会更新地址的值

Exclusive读和写往往是成对出现的,只有再该地址处于Exclusive状态,才能进行读和写,所以Exclusive写之前需要用LDREX命令,将地址转换到Exclusive状态,再对其进行写