AHB协议: 1. 介绍

原创已于 2025-04-15 16:42:13 修改 · 1.6k 阅读

34 ·

CC 4.0 BY-SA版权

文章标签：

#AHB协议

于 2025-04-15 16:40:29 首次发布

1.1 关于AHB协议

1.1.1 主设备（Manager）

1.1.2 从设备（Subordinate）

1.1.3 互联逻辑（Interconnect）

1.2 AHB版本说明（revisions）

1.3 操作（Operation）

1.1 关于AHB协议

AHB（Advanced High-performance Bus，高级高性能总线）是一种适用于高性能可综合设计（high-performance synthesizable）的总线接口，是AMBA总线架构的一部分。

它定义了组件之间的接口（interface），例如：

主设备（Manager）：发起数据传输的组件，如CPU、DMA。
从属设备（Subordinates）：响应管理器请求的设备，如内存、高速外设。
互联模块（interconnect）：连接管理器和从属设备，并进行地址译码和数据路由。

AHB实现了高性能、高时钟频率系统所需的功能，包括：

突发传输（Burst transfers）：一次可以传输多个数据，提高性能。
单时钟边沿操作（Single clock-edge operation）：数据在时钟的单一边沿传输，更适合综合实现。
非三态实现（Non-tristate implementation）：使用多路选择器（MUX）代替三态总线，更适合综合实现。
可配置的数据总线宽度（Configurable data bus width）：可根据需求调整。
可配置的地址总线宽度（Configurable address bus width）：可根据系统规模调整。

最常见的AHB从属设备包括：

内部存储设备（internal memory device）
外部存储接口（external memory interface）
高带宽外设（high-bandwidth peripherals）。

尽管低带宽外设也可以作为AHB从属设备，但出于系统性能考虑，他们通常位于AMBA高级外设总线（APB）上。AHB和APB之间的桥接是通过一个被称为APB桥（APB bridge）的AHB从属设备实现的。

图1-1展示了一个单主设备AHB系统设计，其中包含1个AHB主设备和3个AHB从设备。总线互连逻辑由一个地址译码器（Decoder）和一个多路复用器（MUX）组成。Decoder在地址阶段（address phase）监测来自主设备的地址，以便在数据阶段（data phase）选择适当的从设备。MUX将从设备输出数据路由回主设备。【图中仅展示了主要的地址和数据总线，以及典型的数据路由。并非所有信号都已展示。】

AHB还支持多主设备设计，通过使用一个提供仲裁和路由信号的互连组件，将不同主设备的信号路由到正确的从设备。

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

补充：非三态实现

--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

1.1.1 主设备（Manager）

Manager是发起读/写操作的核心组件，负责提供地址和控制信息来驱动数据传输。

图1-2展示了一个AHB主设备接口（未涵盖AHB5中新增的信号）。

1.1.2 从设备（Subordinate）

从设备响应系统中Manager发起的传输。从设备通过来自Decoder的HSELx（选择信号）来判断何时对总线传输进行响应。

从设备向Manager反馈以下信息：

总线传输的完成或延长。
总线传输的成功或失败。

图1-3展示了一个从设备的接口。

1.1.3 互联逻辑（Interconnect）

互联组件（interconnect component）在系统中为Manager和Subordinate之间提供连接。

在单Manager系统中，只需要使用Decoder和MUX。
在多Manager系统中，需要使用一个互联模块（interconnect），用于执行仲裁，并将来自不同Manager的信号路由到对应的从设备。这种信号路由包括地址、控制信号、写数据信号的传输。

关于多Manager系统中使用的不同互连结构，如单层和多层互联（single layer or multi-layer interconnects），未在本SPEC中做详细说明。如需了解多层AHB的具体实现，请参考Multi-layer AHB Technical Overview (ARM DVI 0045)。

地址译码器（Decoder）