APB slave仿真task

本文详细介绍了一个简单的APB Slave仿真任务,通过Verilog代码展示了如何设置和控制APB Slave的状态,包括idle、setup和enable状态,对于学习和理解APB协议及仿真流程具有很好的参考价值。

简单的apb slave的仿真task
自己在学习过程中用到的,记录一下方便以后再用。

task apb;
	input  [31:0]    addr ;
	input  [31:0]    wdata;
	input            rw   ;//1:写 ;0:读
	begin
	//idle state
		psel    = 1'b0 ;
		penable = 1'b0 ;
		pwrite  = 1'b0 ;
		paddr   = 32'b0;
		pwdata  = 32'b0;
	//setup state
		@(posedge pclk)
			psel    = 1'b1 ;
			penable = 1'b0 ;
			pwrite  = rw   ;
			paddr   = addr ;
			pwdata  = wdata;
	//enable state
		@(posedge pclk)
			penable = 1'b1  ;
			rdata   = prdata; 
	//idle state
		@(posedge pclk)
			psel    = 1'b0 ;
			penable = 1'b0 ;
			pwrite  = 1'b0 ;
			paddr   = 32'b0;
			pwdata  = 32'b0;	
	end
endtask
<think>嗯,用户的问题是关于紫光同创APB协议的功能和使用指南。从用户提供的引用材料来看,虽然直接涉及APB的内容不多,但可以推断用户可能在开发紫光同创FPGA/CPLD时遇到了APB总线集成问题。 用户可能正在设计基于紫光同创芯片的SoC系统,需要将外设通过APB总线接入。考虑到紫光同创的Pango设计套件文档体系,用户更需要的可能是具体操作层面的指导,比如IP核配置流程和代码示例。 值得注意的是,引用[2]提到了HMIC_H IP核,这暗示紫光同创的IP工具链可能包含APB相关组件。虽然引用材料未明确说明,但基于行业惯例,其IPC工具应该支持AMBA总线IP生成。 用户没有提供具体芯片型号,但根据引用中出现的PGL22G和Logos2系列,可以重点参考这两个系列的文档。需要特别提醒用户注意APB3和APB4协议差异对设计的影响。 在构建回答框架时,应该突出紫光同创环境下的特殊配置点:比如时钟域设置是否依赖PLL IP(引用[3])、位流加载机制(引用[1])对总线初始化的影响等。示例代码要体现其SDK特有的寄存器定义风格。</think>紫光同创 APB(Advanced Peripheral Bus)协议是 AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线体系中的关键组件,专为低功耗、低带宽外设连接设计。以下是功能解析与使用指南: --- ### **一、APB 核心功能** 1. **精简接口** - 地址总线(`PADDR`)、数据总线(`PWDATA`/`PRDATA`)、控制信号(`PSEL`、`PENABLE`、`PWRITE`)。 - 支持 **32 位地址/数据宽度**(可配置)。 - 同步时钟设计(`PCLK`),简化时序约束。 2. **两级状态机操作** ```mermaid graph LR IDLE[IDLE状态] -- PSEL=1 --> SETUP[SETUP状态] SETUP -- PENABLE=1 --> ENABLE[ENABLE状态] ENABLE -- 传输完成 --> IDLE ``` - **SETUP 阶段**:选中外设(`PSELx=1`),设置地址/控制信号。 - **ENABLE 阶段**:激活传输(`PENABLE=1`),完成读写操作。 3. **低功耗优化** - 静态总线设计:无传输时保持信号稳定,减少动态功耗。 - 时钟门控支持:通过 `PCLKG` 控制外设时钟开关[^3]。 --- ### **二、在 Pango Design Suite 中的使用** #### **步骤 1:IP 核配置** 1. 在 **IP Compiler (IPC)** 中选择 **APB Interconnect** 或 **APB Peripheral Template**。 2. 关键参数配置: ```verilog // 示例:APB 总线配置参数 parameter ADDR_WIDTH = 32; // 地址位宽 parameter DATA_WIDTH = 32; // 数据位宽 parameter SLAVE_NUM = 4; // 从设备数量 ``` #### **步骤 2:外设集成** - **自定义 APB 外设**: ```verilog module apb_uart ( input PCLK, PRESETn, input PSEL, PENABLE, PWRITE, input [31:0] PADDR, PWDATA, output reg [31:0] PRDATA ); always @(posedge PCLK) begin if (PRESETn == 0) PRDATA <= 0; // 复位 else if (PSEL && PENABLE && !PWRITE) // 读操作 PRDATA <= reg_file[PADDR[7:2]]; // 地址映射到寄存器 end endmodule ``` #### **步骤 3:系统级联** - 通过 **AXI-to-APB Bridge** 连接高性能主设备(如 Cortex-M 处理器): ```mermaid graph LR AXI_Master --> AXI2APB_Bridge --> APB_Bus --> UART[APB UART] APB_Bus --> SPI[APB SPI] ``` --- ### **三、调试与验证** 1. **仿真测试**: - 使用 PDS 内置仿真器,注入 APB 事务: ```systemverilog task apb_write(input [31:0] addr, data); PADDR = addr; PWDATA = data; PWRITE = 1; PSEL = 1; #10ns; PENABLE = 1; #20ns; PSEL = 0; PENABLE = 0; endtask ``` 2. **时序约束**: - 添加 `create_clock -name PCLK -period 10 [get_ports PCLK]` - 设置 `set_input_delay 2 -clock PCLK [get_ports PADDR]` --- ### **四、典型应用场景** 1. **低速外设控制** GPIO、I²C、看门狗定时器(带宽 < 100 Mbps)。 2. **电源管理单元** 通过 APB 配置电源域切换与时钟分频[^3]。 3. **传感器接口** ADC 数据寄存器读取(突发传输非必需)。 > ⚠️ **注意**:APB 不支持流水线操作,连续访问需间隔至少 1 周期(`IDLE`状态插入)。 --- ### **相关问题** 1. APB4 与 APB3 协议的主要区别是什么? 2. 如何在紫光同创 FPGA 中实现 AXI4 到 APB 的桥接? 3. APB 总线仲裁机制的设计要点有哪些? [^1]: 紫光同创 CPLD 基于 SRAM 架构,需上电加载配置(内部 Flash 支持)。 [^2]: HMIC_H IP 用于 SDRAM 控制,通过 PDS 的 IPC 工具生成。 [^3]: PLL IP 提供时钟管理功能,支持频率/相位调整。
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