AMBA-APB协议

本文主要是介绍AMBA-APB协议，希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！

简介

APB主要用在低速且低功率的外围，可针对外围设备做功率消耗及复杂接口的最佳化。APB在AHB和低带宽的外围设备之间提供了通信的桥梁，所以APB是AHB的二级拓展总线。

1. 它的架构不像AHB总线是多主设备的架构，主要应用在低带宽的外设上，如UART、I2C。
2. APB总线的唯一主设备是APB桥（与AXI或APB相连），因此不需要仲裁一些request/grant信号。
3. APB的协议十分简单，甚至不是流水的操作，固定两个时钟周期完成一次读或写的操作，支持最大32-bit的数据位宽。。
4. 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。由于APB的两个通道没有自己的握手信号，因此两个通道不会同时使用，即不支持读写并行操作 。
   

传输时序

从状态机看,APB 对每一笔数据的传送，均需花2 个周期的时间，且APB 的数据传递不适用在有流水线架构的模块设计中。

Signal Descriptions

• APB协议有两个独立的数据总线，一个用于读数据，一个用于写数据。总线可达32位宽。由于总线没有各自的握手信号，因此数据传输不可能同时发生在两个总线上。
• PREADY和PSLVERR两个信号是在APB3版本中添加的。
• PPORT和PSTRB两个信号是在APB4版本中添加的。

Transfers

Write transfer with no wait states

• 在T1，一个写传输开始，地址PADDR，写数据PWDATA，写信号PWRITE，选择信号PSEL，在PCLK上升沿注册。这称为写传输的设置阶段。
• 在T2处，PCLK上升沿登记使能信号PENABLE和准备信号PREADY。
• 当断言时，PENABLE表示传输的Access阶段的开始。PREADY表示slave可以在PCLK的下一个上升沿完成传输。
• 地址PADDR、写数据PWDATA和控制信号都保持有效，直到传输在T3完成，即Access阶段的结束。
• 使能信号PENABLE在传输结束时拉低。所选择的信号PSEL也拉低，除非传输是紧随其后的另一个传输到同一外设。

Write transfer with wait states

• 当Access阶段开始时，如果PENABLE拉高时，PREADY为低，那么传输会一直等待，直到PREADY拉高为止。
• 当PREADY保持低位时，以下信号应保持不变:PADDR，PWRITE，PSEL，PENABLE，PWDATA，PSTRB，PPROT。
• 当PENABLE拉低时，PREADY可以取任何值。
• 建议地址和写信号在传输后不要立即改变，而是保持稳定，直到另一个访问发生。这样可以降低功耗。

Read transfer with no wait states

• 类似于写操作，当PENABLE拉高进入ACCESS状态时，如果PREADY保持为高，传输会立即进行，在一个时钟周期内完成传输。

Read transfer with wait states

• 类似于写操作，如果PENABLE拉高时，PREADY为低，那么传输会一直等待，直到PREADY拉高为止。
• 当PREADY保持低位时，以下信号应保持不变: PADDR, PWRITE, PSEL, PENABLE, PPROT。

Example failing write transfer

• 可以使用PSLVERR来指示APB传输中的错误条件。在读和写操作上都可能发生错误条件。当PSEL、PENABLE和PREADY都为高时，PSLVERR仅在APB传输的最后一个周期被认为是有效的。
• 建议在不采样时将PSLVERR拉低。

Example failing read transfer

• 读操作也可能在完成时出现错误响应，表示没有有效的读数据可用。

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