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来源：网络素材一、AHB_Lite协议介绍
AHB（Advanced High-performance Bus）高速总线，接高速master设备，APB（Advanced Peripheral Bus）外设总线，用来接低速slave，AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接，一个master可以有多个slave，AHB和APB之间通过一个AHB2APB桥转接。这里是实现一个AHB_Lite协议，相较于AHB_APB总线协议，AHB_Lite只有单主机，且没有HBUSREQ和HGRANT信号，同时从设备信号接口也简单许多
二、系统框架介绍
主设备Master0利用AHB-Lite总线协议通过AHB Bridge访问四个APB从设备Slave0、Slave、Slave2和Slave3。每个从设备的地址空间如下：
Slave0: 0x0000_0000 ~ 0x0000_00ff;
Slave1: 0x0000_0100 ~ 0x0000_01ff;
Slave2: 0x0000_0200 ~ 0x0000_02ff;
Slave3: 0x0000_0300 ~ 0x0000_03ff;
令从设备地址空间的下边界为其地址的基址，假设每个从设备中有可访问APB寄存器16个，位宽均为32比特，16个寄存器的访问地址计算方式为 基址 +寄存器编号左移２位（byte 偏移）
主设备接口的数据读写采用AHB-Lite总线协议，并遵循如下时序规范：
从设备读写遵循APB时序规范：
三、代码设计
模块里包含Master 、Slave、Bridge设计
代码如下：
//-------------------------
//File Name:AHB_APB.v
//Designer:Liang Genyuan
//-------------------------
module AHB_APB(
HCLK,
HRESETn,
HWRITE,
HADDR,
HWDATAin,
HRDATA,
PRDATAin,
PWDATA
);
input HCLK;
input HRESETn;
input HWRITE;
input [31:0] HADDR;
input [31:0] HWDATAin;
input [31:0] PRDATAin;
output[31:0] HRDATA;
output[31:0] PWDATA;
reg PCLK;
wire PRESETn;
wire PWRITE;
reg PSEL;
reg PENABLE;
wire[31:0] PADDR;
reg[31:0] PWDATA;
reg[31:0] PRDATA;
reg[31:0] HWDATA;
reg[31:0] HRDATA;
reg PSELS0;
reg PSELS1;
reg PSELS2;
reg PSELS3;
reg[31:0] HADDR_Reg;
reg HWRITE_Reg;
reg[3:0] HSEL_Reg;
reg[31:0] HWDATA_Reg;
reg[31:0] PRDATA_Reg;
reg HREADY;
reg [3:0] state_c ;
reg [3:0] state_n ;
parameter IDLE = 4'b0000 ;
parameter SETUP = 4'b0001;
parameter ENABLE = 4'b0010 ;
//PCLK二分频
always @(posedge HCLK) begin
if(!HRESETn)begin
PCLK<=0;
end
else if(HCLK==1'b1)begin
PCLK<=~PCLK;
end
end
//slave选择
`define S0BASE 4'b0000
`define S1BASE 4'b0001
`define S2BASE 4'b0010
`define S3BASE 4'b0011
wire[3:0] HSEL;
assign HSEL = HADDR[11:8];
always @(*)begin
if(!HRESETn) begin
PSELS0 = 1'b0;
PSELS1 = 1'b0;
PSELS2 = 1'b0;
PSELS3 = 1'b0;
end
case (HSEL)
`S0BASE :
PSELS0 = 1'b1;
`S1BASE :
PSELS1 = 1'b1;
`S2BASE :
PSELS2 = 1'b1;
`S3BASE :
PSELS3 = 1'b1;
endcase
end
//slave读写
wire[5:0] reg_num;
reg [3:0] PSELx;
assign reg_num= PADDR[7:2];
assign PRESETn=HRESETn;
assign PADDR=HADDR_Reg;
assign PWRITE=HWRITE_Reg;
always @(posedge PCLK or negedge PRESETn) begin
if(!PRESETn)begin
PWDATA<=0;
PRDATA<=0;
end
else if(PWRITE)begin
if((state_c==SETUP)||(state_c==ENABLE))begin
PWDATA<=HWDATA_Reg;
end
else begin
PWDATA<=0;
end
end
else if(!PWRITE)begin
PRDATA<=PRDATAin;
end
else begin
PRDATA<=0;
end
end
//APB bridge状态机
wire idle2setup_start ;
wire setup2enable_start;
wire enable2idle_start ;
always@(posedge HCLK or negedge HRESETn)begin
if(!HRESETn)begin
PSELx<=0;
end
else if(state_c!=IDLE)begin
PSELx<=HSEL_Reg;
end
end
always @(posedge PCLK or negedge PRESETn) begin
if (!PRESETn) begin
state_c <= IDLE ;
end
else begin
state_c <= state_n;
end
end
always @(*) begin
case(state_c)
IDLE :begin
if(idle2setup_start)
state_n = SETUP ;
else
state_n = state_c ;
end
SETUP :begin
if(setup2enable_start)
state_n = ENABLE ;
else
state_n = state_c ;
end
ENABLE :begin
if(enable2idle_start)
state_n = IDLE ;
else
state_n = state_c ;
end
default : state_n = IDLE ;
endcase
end
always@(posedge PCLK or negedge PRESETn)begin
if(PRESETn==1'b0)begin
PENABLE<=0;
PSEL<=0;
end
else if(state_c==SETUP)begin
PSEL<=1;
PENABLE<=0;
end
else if(state_c==ENABLE)begin
PSEL<=1;
PENABLE<=1;
end
else begin
PSEL<=0;
PENABLE<=0;
end
end
assign idle2setup_start = (state_c==IDLE)&&(HADDR!=32'b0) ;
assign setup2enable_start = state_c==SETUP ;
assign enable2idle_start = state_c==ENABLE ;
//桥寄存
always @ (negedge HRESETn or posedge HCLK) begin
if (!HRESETn)
begin
HADDR_Reg <= {32{1'b0}};
HWRITE_Reg <= 1'b0;
end
else
if (HREADY)begin
HADDR_Reg <= HADDR;
HWRITE_Reg <= HWRITE;
end
end
always @(posedge HCLK or negedge HRESETn)begin
if(HRESETn==1'b0)begin
HSEL_Reg<=0;
end
else if(HREADY)begin
HSEL_Reg<=HSEL;
end
end
always @(posedge HCLK or negedge HRESETn)begin
if(HRESETn==1'b0)begin
HWDATA_Reg<=0;
PRDATA_Reg<=0;
end
else if(HWRITE==1)begin
HWDATA_Reg<=HWDATA;
end
else begin
PRDATA_Reg<=PRDATA;
end
end
//master
//HREADY控制
always @(posedge PCLK or negedge PRESETn)begin
if(!PRESETn)begin
HREADY<=0;
end
else if((state_c==IDLE)&&(HWDATA==0))begin
HREADY<=1;
end
else if(state_c==SETUP)begin
HREADY<=0;
end
end
always @(posedge HCLK or negedge HRESETn)begin
if(HRESETn==1'b0)begin
HWDATA<=32'b0;
HRDATA<=32'b0;
end
else if(HWRITE==0)begin
HRDATA<=PRDATA_Reg;
end
else if(HWRITE==1)begin
HWDATA<=HWDATAin;
end
end
endmodule
四、仿真测试
分别对读写时序进行两组测试：
1、写时序
a、
HADDR=32’b0000_0000_0000_0000_0000_0001_0000_0000
HWDATAin=32’b0000_0000_0000_0000_0000_0001_0000_0001
PSELx=1，reg_num=0
即选中了第一个从设备中第一个寄存器
b、
HADDR=32’b0000_0000_0000_0000_0000_0011_0000_1000;
HWDATAin=32’b0000_0000_0000_0000_0000_1111_0000_1111;
PSELx=3，reg_num=2
即选中了第三个从设备中第三个寄存器
2、读时序
a、
HADDR=32’b0000_0000_0000_0000_0000_0011_0000_1000
PRDATAin=32’b00000_0000_0000_0000_0000_1111_0000_1111
PSELx=3 reg_num=2
即第三个从设备第三个寄存器
b、
HADDR=32’b0000_0000_0000_0000_0000_0100_0000_1100
PRDATAin=32’b00000_0000_0000_0000_0000_1110_0000_1110
PSELx=4 reg_num=3
即第四个从设备第四个寄存器
原文链接：
https://blog.youkuaiyun.com/yueqiu693/article/details/119849052
（全文完）
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