AMBA总线（AHB）

1.AMBA

AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)高级微控制器总线结构，定义了用于设计高性能嵌入式微控制器的片上通信标准。
AMBA规范中定义了三种不同的总线：
（1）高级高性能总线（Advanced High-performance Bus，AHB）
（2）高级系统总线（Advanced High-performance Bus，ASB）
（3）高级外围总线（Advanced Peripheral Bus，APB）
其中ASB使用较少，大家通常使用AHB+APB。下面给出一种经典的基于AMBA的微控制器系统。
在这里插入图片描述在这里，可以把Bridge认为是一个从设备。

2.AHB

AHB总线有以下特性：
（1）高性能
（2）流水线操作
（3）多个总线主机
（4）突发传输
（5）拆分事务
（6）单周期总线主切换
（7）单时钟沿操作
（8）非三态实现
（9）更宽的数据总线配置（64/128位）
AHB总线由以下四部分组成，如下图所示：
（1）AHB master：总线主控器能够通过提供地址和控制信息来启动读写操作。任何时候都只允许一个总线主机主动使用总线。
（2）AHB slave：总线从机在给定的地址空间范围内对读或写操作作出响应。总线从设备向发送请求的主设备发回数据传输成功、失败或等待的信号。
（3）AHB arbiter：总线仲裁器确保一次只允许一个总线主机启动数据传输。
（4）AHB decoder：AHB译码器用于对每次传输的地址进行译码，并为参与传输的从设备提供选择信号。
在这里插入图片描述
下面给出AHB总线的信号列表（这里不再给出翻译，可自行理解）：

下面对AHB总线的传输进行讲解。

2.1基础传输

AHB传输由两个不同的部分组成，分别是一个时钟周期的寻址阶段和一个或多个时钟周期的数据阶段。数据阶段的时钟周期数由从机给出的HREADY信号决定，只有从机准备好了，一次传输才能结束。不过，AMBA协议建议从机的等待状态不要超过16个时钟周期，以防止任何单个访问在大量时钟周期内锁定总线。
下面给出一个传输图，可以发现当HREADY置1时，传输才结束。
那么当从机一直准备好时，主机就可以实现两级流水线式的传输操作，即在地址A传输DATA时，地址B已经可以传输地址了。
主要的传输方式，即HTRANS[1:0]信号有以下四种情形。其中普通传输可以认为是单次BRUST传输，因此单次传输的HTRANS为NONSEQ。
在这里插入图片描述

2.2突发传输

AMBA AHB协议中定义了4、8和16拍突发，以及未定义长度的突发和单次传输，突发传输包括增量和回环。下面给出HBURST[2:0]信号的所有情况。要注意的是，这些突发传输都不能跨越1KB的地址边界。
在这里插入图片描述如果总线主控器因为失去了对总线的所有权而无法完成突发，那么它必须在下一次访问总线时适当地重建突发。例如，如果主机只完成了四拍突发中的一拍，那么它必须使用未定义长度的突发来执行剩余的三次传输。
下面给出一些突发传输时序图。
（1）普通的增量突发
在这里插入图片描述（2）四拍的增量突发
（3）四拍的回环突发
（4）八拍的回环突发和增量突发（十六拍和八拍差不多）
（5）未定义长度的增量突发（注意传输的是字还是半字）