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MSS-AMBA相关文档阅读笔记

2010/12/15 Embedded hengheng

1 AHB BUS MATRIX---MSS的脊梁

1.1 AHB BUS MATRIX简介

AHB BUS MATRIX 是多层AHB 矩阵。允许一个主机操作A从机，另一个主机操作B从机。当二者同时对C进行操作时，仲裁模块发挥作用，采用客户定制的方式或者乒乓方式对主机进行仲裁。理论吞吐量为16Gbps. 通过上图，得知AHB MARTIX共拥有5个MASTER和8个SLAVE。在AHB BUS MATRIX中实现的路径是理论路径的子集。此外，CORTEX-M3的IBUS和DBUS在MATRIX内部被多路选择，因此公用一个MASTER PORT，二者无法同时激活。

1.2 AHB BUS MATRIX连接关系

通过上表可以得知，AHB BUS MATRIX中各master与slave的连接权限。 一般来说，除了CORTEX-M3外的master 和slave在上电时都会被关掉，用户需要通过设置AHB_MATRIX_CR中的相关位来打开这些master和slave。 CORTEX-M3是系统中唯一可以是使能其他MASTER的MASTER,因为其PPB总线上挂了一个可以使能其他MASTER的控制寄存器。 注意，关于ENVM使用时，需要明确一点，在命令ENVM进行编程或者擦写时，其他MASTER不会自动得知ENVM是不可读取的。因此，此时需要通过软件信号来控制其他MASTER的连接路径。

1.3 仲裁简介：

仲裁器在slave的端口上。通常仲裁方式分为两种:循环方式和权重循环方式。 通过设置AHB_MATRIX_CR中的COM_WEIGHTEDMODE位来切换。 循环方式

权重循环方式

2.AMBA BUS 简介：（结合ACTEL的IP Core）

2.1AHB Lite Core

AHB Lite Core 是AHB Lite 总线的一种多层实现，它包含2个Master，16个Slave和1第17个超大空间的slave。

Remap功能只针对master 0使用，用于切换slot 0和slot 1的映射地址。引脚拉高代表使用,否则就拉低。

2.1.1拥有两种操作模式：

 固定地址空间16个SLAVE，每个256M（2的28次方，高四位用于选中1个SLAVE）

 固定地址空间15个SLAVE，每个64K，此外还有16个4k的Init/Config Client,额外的还有一个极大

的slave，为2G。（建议使用此模式）

2.1.2 内存映射计算：

建议使用第二种配置方式，而且从机的挂靠最好从slot 5开始。 每个Slot 占用空如下：

2.2 AHB Lite 知识简介

AHB Lite 是一种支持单Master的高带宽的总线接口 其特性如下： AHB Lite的Slave多为内部的存储设备，外部存储器接口，和高吞吐量的外设。为了保证系统的性能，低吞吐量的外设都挂在AHB LITE的slave—APB Bridge上。

2.2.1 基本结构介绍

下图为一个简单的单Maste 三Slave系统连接图。其中，总线内部互连结构包含了地址译码器和Slave To Master 的多路选择器。保证合理的选通。  Master

主机提供地址和控制信号用来实现读写操作。  Slave

从机返回主机的信号如下: 从机接口信号如下：  Decorder

译码器对每次传输的地址进行译码，提供选择信号。此外，也对多路选择器提供控制信号。  Multiplexor

多路选择器用于将读数据总线和响应进行多路选择。 主机通过驱动地址信号和控制信号来开始传输。这些信号包含了地址，传输方向，传输宽度及确定是否是突发传输的一部分。 传输类型如下：

传输的过程包含以下两个部分： 从机无法要求主机延长地址周期，因此必须在所有从机必须在地址周期获取地址。但是，从机可以要求主机延长数据周期，拉低HREADY信号来使主机插入等待周期，为从机提供足够的时间进行提供数据或扑捉数据。

2.2.3 多层AHB Lite

由于AHB Lite是单主机系统，所以要实现多主机系统，必须引入多层互联模块来隔离各个主机，同时实现共享对从机的通道，此外，此模块还要提供对从机的仲裁。 多层互联模块包含以下两个部分： 当多层都打算持续读写同一个从机时，此时，多层互联中的仲裁发挥作用决定哪层获得权力，未获得的使用HREADY使其等待，直至轮到其传输。 每个从机都有自己的仲裁机制：

具体实现形式：

随着层数的增加，内部互联模块的资源占用会快速增加。 采用以下方案降低面积：

 局部从机方案：由于部分从机只会被某主机使用，因此，可以采用此种方案。  多从机映射为一个从机口,适合多个低吞吐量的从机，例如APB Bridge。  多主机公用一层,多用于测试端口

 分立的主从系统,可以共用一个SLAVE作为BUFFER

2.2.4 信号列表

代指信号由谁产生 全局信号： 主机信号： 从机信号： 译码信号：

2.2.5 传输介绍：

 基本传输：包含一个地址周期，一个数据周期。

1. 主机在HCLK的上升沿后，驱动地址和控制信号。

2. 从机在下一个HCLK的上升沿，采用地址和控制信号。

3. 从机采样地址和控制信号后，它开始驱动HREADY信号，此信号在第三个HCLK被采样。  传输类型：

2.2.6 HCLK 和 HRESET_N

A. 每一个AHB Lite组件拥有单独的HCLK，输入数据在HCLK的上升沿采集，输出数据在HCLK的上升沿后发生

变化。

B. HRESETN用于复位总线上的所有组件。一般来说，异步复位，同步释放。

C. 复位时，主机的控制和地址信号必须为可知的状态，而且HTRANS必须为IDLE。 D. 复位时，从机的HREADYOUT必须为高，保证传输可以进行。

2.2.7 Slave Response Signals

主机开始传输后，从机便开始控制传输的进度。主机一旦开始一个传输，便无法结束此传输。 从机在连通后，通过HREADY和HRESP来反映状态。 从机可以通过以下三种方式结束传输：

补充：ERROR响应

 错误响应需要两个周期：

 第一个周期：从机将HRESP置高，用于显示错误，同时将HREADY拉低，用于延长一个周期。  第二个周期：从机将HREADY置高，结束传输；HRESP保持高电平，表示ERROR发生。

 两个周期的原因：在从机进行提示有错误发生时，主机已经在向总线发送下一个传输的地址。采用两个

周期的操作，可以给予主机足够的时间结束下一个传输，并且将HTRANS置为IDLE状态。

2.2.8 Bus Interconnection 2.2.8.1 地址译码：

中央地址译码提供一个HSELX信号，为总线上的每一个从机提供选择信号 从机必须只能在HREADY为高时，采样HSEL,地址和控制信号，表示当前传输已经结束。 每个从机分配的地址空间至少为1KB，与之相对应，主机设计的递增型传输不能超过1KB。从而保证不会超越寻址边界。

 补充：

总线互联

2.3 APB Bridge Core

2.3.1使用规则

只能有一个APB3主机挂到此桥上，通过主机的PSEL和PADDR信号进行译码确定指向从机的PSEL信号，从而，一个时刻只能沟通一个从机。

直接寻址：所有的16个APB从机节点拥有相同的地址空间。

间接寻址：第一个节点拥有4GB（2^32）的寻址空间，第二个节点不用，而作为第一个节点的地址寄存器，其他的同直接寻址。

间接寻址时，PCLK才有作用，而且地址端口宽度为32；直接寻址时，地址宽度为24.

2.3.3资源占用

APB3的资源占用量为38 Tile。

2.4 APB 接口

APB接口是一种为低速外设提供的低功耗和低复杂度的接口。一般来说，连接的外设都为低带宽，而且不要求很高性能，不支持流水线操作。

Key Feature:为外设的可编程的控制寄存器提供接口。