AMBA总线—apb简介

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APB历史版本介绍

APB(Advanced Peripheral Bus)，外围总线的意思。该总线协议是ARM公司提出的AMBA总线结构之一，几乎已成为一种标准的片上总线结构。几个版本差异如下：

AMBA 2 APB Specfication：定义最基本的信号interface, 读写transfer, APB bridge, APB slave.

AMBA 3 APB：增加定义信号PREADY, PSLVERR来完成对wait state和Error reporting的功能。

AMBA 4 APB：增加定义信号PPROT, PSTRB来支持secure, supervisor和sparse data transfer的功能。

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APB协议简介

APB属于AMBA 协议系列，它提供了一个低功耗的接口， 并降低了接口的复杂性。APB接口用在低带宽和不需要高性能总线的外围设备上。APB是非流水线结构，所有的信号仅与时钟上升沿相关，这样就可以简化APB外围设备的设计流程，每个传输至少耗用两个周期。APB主要用于低带宽的周边外设之间的连接，例如UART、I2C等，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。

APB上的传输可以用状态图来说明:

a) 系统初始化为IDLE状态，此时没有传输操作，也没有选中任何从模块。

b) 当有传输要进行时，PSELx=1，PENABLE=0，系统进入SETUP状态，并只会在SETUP 状态停留一个周期。当PCLK的下一个上升沿时到来时，系统进入ENABLE 状态。

c) 系统进入ACCESS状态时，维持之前在SETUP 状态的PADDR、PSEL、PWRITE不变，并将PENABLE置为1。传输也只会在ACESS状态维持一个周期，在经过SETUP与ACCESS状态之后就已完成。之后如果没有传输要进行，就进入IDLE状态等待；如果有连续的传输，则进入SETUP状态.

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APB信号描述

APB支持最大32-bit的数据位宽，下表给出了APB的信号：

除了上表的信号外，APB还有两个信号接口：

PPROT: 保护类型，分为 normal, privileged, secure, data/instruction 访问。

PSTRRB: 写选通信号，指示哪个字节是有效的数据，PSTRB与PWDATA之间的关系为PSTRB[n] <--> PWDATA[(8n+7):(8n)]。

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APB 写传输

写传输包括两种类型：无等待状态和有等待状态

下图显示了一个基本的无等待状态的写传输。

地址、写入数据、写入信号和选择信号都在时钟上升沿后改变。第一个时钟周期叫做Setup phase。下一个时钟沿后使能信号PENABLE被置位，表示Access phase就位。地址、数据和控制信号在Access phase期间有效。传输在该周期后结束。使能信号PENABLE, 在传输结束后清空。选择信号PSELx同样被置低，除非紧接着下一传输开始。

下图显示了一个基本的有等待状态的写传输

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APB读传输

读传输也包括两种类型：无等待状态和有等待状态。

下图显示了一个读传输的无等待状态的时序图：

下图显示了信号是如何扩展传输的。如果在Access phase期间PREADY信号拉低，则传输被扩展。但下述信号不变：

• 地址：PADDR
• 写信号：PWRITE
• 选择信号：PSEL
• 使能信号：PENABLE.

图中显示了如何使用PREADY信号来添加两个周期，你也可以添加数个周期。

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错误响应

使用PSLVERR来指示APB传输错误。当PSEL, PENABLE以及PREADY 都为高时，PSLVERR才在最后一个周期进行判断。当任何一个PSEL, PENABLE或者PREADY为低时，你可以将PSLVERR拉低，这是推荐，并不是强制要求。收到一个错误后，可能或不可能改变外围器件的状态。 APB外围设备不要求必须支持PSLVERR引脚，当不使用该引脚时，应被置低。

下图显示了一个写传输失败的时序图