Подключение периферийных устройств и расширение системы

Протокол шины AMBA [AHB bus protocol]

Спецификация шины AMBA AHB является частью спецификации шины, спецификация шины AMBA - это спецификация шины, предложенная компанией ARM, используемая в большинстве проектов С-н-К, которая обеспечивает AHB (Advanced High-performance Bus), ASB (Advanced System Bus), APB (Advanced Peripheral Bus).

AHB используется для подключения высокопроизводительной системной конфигурации с высокой тактовой частотой, для типичных приложений, таких как ядерная и высокоскоростная системная ОЗУ ARM, флэш-память NAND, DMA, мосты.

APB для подключения внешних устройств, в соответствии с требованиями к производительности, учитывает низкое энергопотребление.

ASB - это альтернатива AHB.

Преимущество шины AHB заключается в том, что она может быть подключена к микроконтроллеру (CPU), чипу оперативной памяти с высокой пропускной способностью, интерфейсу внешней памяти с высокой пропускной способностью, шине DMA master, имеет различные контроллеры интерфейса AHB и т.д. Вместе они образуют отдельную шинную систему, не только это, но и могут быть подключены с помощью системная шина APB AHB-мост APB. AHB может стать полноценным каркасом С-н-К.

Рис. 11.19. Типичная структура системы с шиной AHB

AMBA AHB - это высокопроизводительный шинный интерфейс. AMBA AHB реализует функции, необходимые для высокопроизводительных систем с высокой тактовой частотой, в том числе:

• пакетная передача данных;
• разделенная транзакции;
• однотактная передачи с передачей обслуживания;
• операции с одним тактовым фронтом;
• отсутствие Z-состояния на шине;
• поддержка "широких" шин данных (64/128 бит);
• конвейеризация обмена данными;
• устройство управления шиной может поддерживать несколько (до 16).

Наиболее распространенными подчиненными устройствами AHB являются устройства внутренней памяти, интерфейсы внешней памяти и периферийные устройства с высокой пропускной способностью.

Хотя периферийные устройства с низкой пропускной способностью могут выступать в качестве подчиненных устройств AHB, они обычно размещаются на расширенной периферийной шине AMBA (APB) из соображений производительности системы. Соединение между высокопроизводительными AHB и APB осуществляется с помощью AHB slave, называемого APB bridging.

Шина AHB содержит ведущие устройства (master), ведомые устройства (slave) и инфраструктурные устройства. К инфраструктурным устройствам относятся - арбитр, мультиплексор данных, блоки управления, мультиплексор адреса.

Рис. 11.20. Пример AHB шинной структуры

Ведущий(Master):

• инициирует операцию на шине (чтение/запись);
• допускается наличие только одного мастера на шине в текущий момент времени.

Ведомый(Slave):

• отвечает на запросы операций;
• выбирается по адресу, назначенному устройству.

Арбитр (arbiter):

• гарантирует наличие одного ведущего на шине.

Дешифратор (decoder):

• определяет активные устройства в зависимости от их адресов.

Шину условно можно разделить на три составляющих:

• шина записи данных (HWDATA);
• шина чтения данных (HRDATA);
• шина контроля адреса (HADDR).