AMBA5协议之APB学习

版本历史​​

• ​​APB5​​（2021-2023）：新增RME支持、唤醒信号（PWAKEUP）、用户自定义信号（PAUSER等）、奇偶校验保护。
• ​​APB4​​（2010）：引入事务保护（PPROT）和稀疏数据传输（PSTRB）。
• ​​APB3​​（2004）：支持等待状态（PREADY）和错误响应（PSLVERR）。

术语

APB：Advanced Peripheral Bus 高级外设总线

第一章 协议概述（Chapter 1: Introduction）​​

​​1.核心内容​​

1. ​​APB协议定位​​：
   1. 低成本、低功耗、非流水线同步总线，用于访问外设寄存器。
   2. 每次传输至少需要2个周期（Setup Phase + Access Phase）。
2. ​​典型应用​​：
   1. 通过APB桥接器（如AXI-to-APB）连接外设到主内存系统。
3. ​​关键角色​​：
   1. ​​Requester​​（请求方，如APB桥）：发起传输。
   2. ​​Completer​​（完成方，如外设）：响应请求。

2.详细描述

APB协议是一种低成本接口，经过优化以实现最低功耗和降低接口复杂度。APB接口不采用流水线设计，是一种简单的同步协议。每次传输至少需要两个周期才能完成。

APB接口专为访问外设的可编程控制寄存器而设计。APB外设通常通过APB桥接器连接到主存系统。例如，可以使用AXI到APB的桥接器将多个APB外设连接到AXI存储系统。

APB传输由APB桥接器发起。APB桥接器也可称为请求方（Requester）。外设接口对请求做出响应。APB外设也可称为完成方（Completer）。本规范将使用“Requester”和“Completer”这两个术语。

3.典型的AMBA系统

​​第二章 信号描述（Chapter 2: Signal Descriptions）​​

• 核心内容​​:APB接口上的信号有的宽度固定，有的宽度可变。当宽度不固定时，使用属性来描述它。如果属性值为零，这意味着信号不存在于接口上

信号	方向	描述
​PCLK​	Clock	总线时钟，所有信号在上升沿采样。
​ETn​	System bus reset	低电平有效全局复位信号。
​PADDR​	Requester	地址总线（最大32位），字节对齐（允许未对齐，但行为由外设决定）。
​PPROT[2:0]​	Requester	保护类型：特权/普通模式（bit 0）、安全/非安全（bit 1）、数据/指令（bit 2）。
​PNSE​	Requester	RME扩展信号，与PPROT[1]组合定义物理地址空间（Secure/Non-secure/Root/Realm）。
​PSELx​	Requester	外设选择信号，高电平表示选中目标外设。
​PWRITE​	Requester	传输方向：高电平为写，低电平为读。
​PWDATA​	Requester	写数据总线（8/16/32位），支持稀疏传输（PSTRB指示有效字节）。
​PSTRB​	Requester	写选通信号，每个bit对应PWDATA的一个字节（如32位数据对应4位PSTRB）。
​PREADY​	Completer	外设就绪信号，用于延长传输周期。
​PRDATA​	Completer	读数据总线，宽度与PWDATA一致。
​PSLVERR​	Completer	错误响应，高电平表示传输失败（读写均可能触发）。
​PWAKEUP​	Requester	唤醒信号，指示总线活动，用于电源管理。
​PAUSER​	Requester	用户自定义请求属性（最大128位）。
​PWUSER​	Requester	用户自定义写数据属性（最大DATA_WIDTH/2位）。