1 APB介绍
高级外设总线 (APB) 是高级微控制器总线架构 (AMBA) 协议系列的一部分。它定义了一个低成本接口,该接口针对最低功耗和降低的接口复杂性进行了优化。
APB 协议不是流水线的,使用它连接到不需要 AXI 协议高性能的低带宽外设。
APB 协议将信号转换与时钟的上升沿相关联,以简化将 APB 外设集成到任何设计流程中的过程。每次传输至少需要两个周期。
APB 可能相连的接口:
• AMBA 高级高性能总线 (AHB)
• AMBA 高级高性能总线精简版 (AHB-Lite)
• AMBA 高级可扩展接口 (AXI)
• AMBA 高级可扩展接口精简版 (AXI4-Lite) 可以使用它来访问外围设备的可编程控制寄存器。
APB 版本:
• AMBA 2 APB Specification
• AMBA 3 APB Protocol Specification v1.0
• AMBA APB Protocol Specification v2.0
2 信号描述
3操作状态机
IDLE:这是 APB 的默认状态。 SETUP:当需要传输时,总线进入 SETUP 状态,此时相应的选择信号 PSELx 被置位。
总线只在一个时钟周期内保持在 SETUP 状态,并且总是在时钟的下一个上升沿移动到 ACCESS 状态。
ACCESS:使能信号 PENABLE 在 ACCESS 状态下有效。
地址、写、选择和写数据信号在从 SETUP 到 ACCESS 状态的转换期间必须保持稳定。
退出 ACCESS 状态由从机的 PREADY 信号控制:
• 如果从机将 PREADY 保持为低电平,则外围总线保持在 ACCESS 状态。
• 如果 PREADY 被从器件驱动为高电平,则退出 ACCESS 状态,如果不需要更多传输,则总线返回 IDLE 状态。或者,如果另一个传输紧随其后,则总线直接移动到 SETUP 状态。
4 APB写操作
时序分析: 在 T1,写传输开始地址 PADDR、写数据 PWDATA、写信号 PWRITE 和选择信号 PSEL 开始,在 PCLK 的上升沿寄存。这称为写传输的建立阶段。
在 T2,使能信号 PENABLE 和就绪信号 PREADY 在 PCLK 的上升沿寄存。
置位时,PENABLE 指示传输的访问阶段的开始。
置位时,PREADY 表示从机可以在下一个上升沿完成传输 PCLK 的边缘。
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,即访问阶段结束。
使能信号 PENABLE 在传输结束时无效。
选择信号 PSEL 也被置为无效,除非在传输之后紧接着另一个传输到同一外设。
5 APB读操作
时序分析: 从图中可发现除了PWRITE信号是倒过来有效外,APB 读操作时序图和APB写操作时序图非常相似,在这里不再作详细的解释。 要特别注意的是,在 T3 后,也就是在进入ACESS周期后,APB Slave必须要将 Master 所要读取的数据准备好,以便 Master 可以在 ACESS 周期末被 T4 正时钟沿触发时正确的将数据读取。
审核编辑:刘清
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原文标题:AMBA-APB总线介绍
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