APB发展

  • APB2

该规范定义了接口信号，基本的读写传输以及APB的两个组件APB bridge和APB slave

  • APB3

定义了下面两个附件功能

  1. 等待状态,参见Transfer
  2. 错误报告,参见Error response

对应增加的信号如下

PREADY：准备就绪信号，表示APB传输完成

PSLVERR：传输失败的错误信号

  • APB4

定义了以下附加功能：

  • 事务的保护，参见Protection unit support
  • 稀疏数据传输，参见Write stobes

对应的信号如下

PPROT：一种保护信号，用于支持非安全事务和安全事务

PSTRB：一种写掩码信号，用于在写数据总线上实现稀疏数据传输

  • APB5

定义了以下附加功能

  • PWAKEUP信号
  • User信号
  • Parity protection and check信号
  • Reaml Management Extension(RME)支持

APB信号

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数据总线

  • APB协议有两个独立的数据总线，一个用于读取数据，一个用于写入数据
  • 总线可以达到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

APB时序

APB写传输

写传输的类型：可以分为没有等待状态和具有等待状态

  • 没有等待状态

下图展示的是没有等待的基本写传输

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在T1时，写传输开始于地址PADDR、写数据PWDATA、写信号PWRITE、选择信号PSE，寄存器在PCLK上升沿，这称为写传输的起始阶段

T2时，使能信号PENABLE和准备信号PREADY寄存器在PCLK上升沿

当断言时，PENABLE表示传输的访问阶段开始

当断言时，PREDY表示Slave可以在PCLK的下一个上升边沿完成传输

地址PADDR、写数据PWDATA和控制信号都保持有效，直到传输在访问阶段的T3完成结束。

使能信号PENABLE在传输结束时被撤销。

选择信号PSEL也被去断言，除非在此传输之后立即有另一个传输到同一Slave。

对于burst的写如下所示：

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  • 具有等待状态
    下图显示的是如何在访问阶段使用PREADY信号扩展传输，当PENABLE为高，而Slave驱动PREADY为低时扩展传输。其他信号保持不变，而PREADY保持低

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当PENABLE为低时，PREADY可以取任何值，这确保了具有两个周期访问的外围设备可以让PREDY保持为1

建议地址和写信号在传输后不要立即改变，而是保持稳定，直到发生另一次访问，这能降低功耗

写掩码

写掩码信号PSTRB在写数据总线上实现稀疏数据传输
每个写掩码信号对应写数据的一个字节。当断言为高时，写掩码指示写数据总线的相应字节通道包含在32位数据总线上，这种关系如下图所示：

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读传输时，Master必须驱动PSTRB的所有位为低

读传输

  • 没有等待状态的读传输
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对于burst读的例子：

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  • 具有等待状态的读传输

下图显示了PREADY信号如何扩展传输。如果PREADY在访问阶段都为低，则传输被扩展

该协议确保其他信号在额外的周期内保持不变

下图使用了PREADY信号添加了两个周期，然后，可以添加在0开始的任何数量的额外周期。

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错误响应

可以使用PSLVERR指示APB传输上的错误条件，读和写事务都可能错误

当PSEL、PENABLE和PREADY均为高、PSLVERR仅在APB传输的最后一个周期被认为有效

建议（但非强制）在当PSEL、PENABLE或PREADY中的任何一个为低时，即未进行采样时驱动PSLVERR为低。

接收到错误事务可能（也可能没有）改变了Slave的状态，这是特定于外围设备的，两者都是可以接受的。当写事务收到一个错误时，这并不意味着外围设备中的寄存器没有更新。接收到错误读事务可能返回无效数据，但没有要求Slave要驱动data总线为全0。

APB外设不需要支持PSLVERR引脚，现有的和新的APB外围设计都是如此。如果外设没有这个引脚，那么Slave的合适输入为固定0。

图3-6给出了一个写传输失败并报错的例子

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读传输也可以在错误响应后完成，这表明没有有效的读数据可用。如图3-7所示，读传输完成后出现错误响应。

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PSLAVERR映射

当桥接时：

从AXI到APB，PSLVERR被映射回RRESP/BRESP = SLVERR。这是通过将PSLVERR映射到用于读取的AXI信号的RRESP（对于读）和BRESP（对于写）来实现的

对AHB到APB，PSLVERR被映射回 HRESP = ERROR（对于读和写）。这是通过将PSLVERR映射到AHB信号的HRESP[0]来实现的。

保护单元支持

为了支持复杂的系统设计，通常需要系统中的互连和其他设备提供防止非法交易的保护。对于APB接口，这种保护由PPROT[2:0]信号提供。访问保护的三个级别分别是：

(1) Normal或Privileged，PPROT[0]

  • 0表示正常访问
  • 1表示特权访问

这被一些Master用来表示它们的处理模式。Privileged处理模式通常在系统中具有更高级别的访问权限。

(2) Secure或non-Secure，PPROT[1]

  • 0表示安全访问
  • 1表示非安全访问

这用于需要在处理模式之间进行更大程序区分的系统

这个位的配置是这样的：当它为1时，事务被认为是非安全的；当它为0时，事务被认为是安全的。

(3) Data or Instruction,PPROT[2]

  • 0表示数据访问
  • 1表示指令访问

该位表示该事务时数据访问还是指令访问

此指示只是作为提示，并非在所有情况下都是准确的。例如里面事务包含指令和数据项的混合。默认情况下，建议将访问标记为数据访问，除非明确知道它是指令访问。

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