第二章-AMBA原理与IP包装(Wrapping)流程.ppt

AMBA原理與IP包裝(Wrapping)流程 General Systems LAB/系統晶片實驗室 國立高雄第一科技大學 陳朝烈 教授 崑山科技大學 吳俊慶 鄭宇良 目錄 AMBA簡介 目錄 IP Wrapper AMBA簡介 2.1.2 各種不同晶片匯流排之比較 2.1.3 ASB Bus使用條件 ASB匯流排為舊版的高速(系統)匯流排，現在幾乎都被AHB取代，因為ASB是負緣觸發，而電路設計中，正緣觸發技術比較純熟，且一般特定應用積體電路程式庫(ASIC library)在正緣觸發的正反器設計通常有較佳的表現等，所以現在較常見的匯流排為AHB及APB。 2.1.4 AHB Bus使用條件 有多個MASTER，而且都為高效能的IP，常見的有處理器或DMA控制器等。 2.1.5 APB Bus使用條件 APB匯流排用於連接速度較慢的系統模式和頻寬較低的外接設備，將功率消耗降至最低，並減低介面之複雜性。因所有匯流排訊號都與時脈訊號有關，可以使用時脈頻率較低(低於AHB)之匯流排。 AHB介紹與包裝 2.2.1 AMBA AHB signals 簡介 Master： HADDR：32bit的位址匯流排 HWRITE：讀寫控制線，1為寫入、0為讀取 HWDATA：32bit的寫入資料匯流排 HTRANS：2bit的狀態訊號，01為忙碌、10為第一筆資料 HBUSREQ：向仲裁者要求使用匯流排的訊號腳 2.2.1 AMBA AHB signals 簡介 Slave： HREADY：匯流排轉讓訊號，1為處理完成、0為需再延 遲1cycle HRESP：2bit的處理狀態，00為完成、01為錯誤、 10為再試 HRDATA：32bit的讀取資料匯流排 2.2.1 AMBA AHB signals 簡介 Decoder： HSEL：Slave選擇訊號，依據位址解碼，選擇一個特 定的Slave Arbiter： HGRANT：匯流排使用權之選擇訊號，1為允許使用匯 流排、0為禁止使用 2.2.2 典型匯流排連接方式 2.2.3 AHB操作原理 AHB以仲裁器來控制多工器以連接在其上的MASTER與SLAVE。 在AHB匯流排上，其操作順序一般如下： MASTER要求使用匯流排 仲裁器回應允許訊號 MASTER送出位址與控制訊號 將位址與控制訊號送到所有的Slave端 Decoder解碼，致能正確的Slave來接受資料 Slave依據自身處理狀態做出回應 2.2.4 AMBA Wrapper 2.2.5 BUS權限轉換波形圖 2.2.6 AHB實例：將DATA存入記憶體 2.2.6 AHB實例：將DATA存入記憶體 IP Wrapper 2.3.1 Master IP Wrapper之FSM Step1：State assignment (state definition) idle：等待開始或工作結束。 要求使用bus：準備開始動作，對Arbiter要求要使用bus，並等待。 準備傳值及初值設定：設定傳送資料格式。(例：HBURST= INCR4、 HSIZE= Word，等等) 傳送資料：按照傳送格式傳送資料。 忙碌：Slave來不及處理完，等待一個週期。 重新傳值：Slave要求重新傳上一筆資料。 2.3.1 Master IP Wrapper之FSM Step2：Define state transitions (event triggered, and state transition) 2.3.1 Master IP Wrapper之FSM Step3：State Action idle：if R=1 or W=1 then HBUSREQx=1; 要求使用bus：if HGRANTx=1 then State =準備傳值初值設定; 準備傳值初值設定：if HREADY=1 then HTRANS=NONSEQ;Address=自訂;control=自訂; 傳送資料：if HREADY=0 then (HTRANS/Address=維持不變); if HRESP=ERROR then State =要求使用bus; if HRESP=RETRY then State =重新傳值; 忙碌：if HREADY=1 then (Address=跳到下一筆); 重新傳值：if HRESP=RETRY and HREADY=1 then Address=跳到上一筆; 2.3.2 Slave IP Wrapper之FSM Step1：Stat