AHB2APB桥接器设计——基本原理
Posted 摆渡沧桑
tags:
篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了AHB2APB桥接器设计——基本原理相关的知识，希望对你有一定的参考价值。
🔥点击进入【硬件安全】社区，查看更多精彩内容🔥
📢 声明：
🥭 作者主页：【摆渡沧桑的CSDN主页】。
⚠️ 未经作者允许，禁止转载。
⚠️ 本文为非盈利性质，目的为个人学习记录及知识分享。因能力受限，存在知识点分析不正确的可能。若您参考本文造成了不良后果，本人不承担相关责任。
⚠️ 若本文所采用图片或相关引用侵犯了您的合法权益，请联系我进行删除。
😄 欢迎大家指出文章错误，欢迎同行与我交流 ~
文章目录
一、AHB2APB桥的基本原理
1. AHB与APB总线
AHB: Advanced High-performance Bus，高级高性能总线
APB: Advanced Peripheral Bus，高级外设总线
2. AHB与APB总线的特性
AHB:
1.高性能、高时钟频率、高带宽
2.多master并行操作、Burst突发操作、split分片传输、2级流水线传输
3.可以作为master接口，也可以作为slave接口
4.CPU、DSP、DMA、FLASH、SRAM等
APB：
1.低速、低带宽
2.设计简单，只有SETUP、ENABLE两个状态
3.专为降低功耗和接口复杂而设计的总线
4.只作为slave属性的外设总线
5.常见的有UART,I2C,SPI,RTC,GRCC,PWM等
3. AHB2APB桥的作用（为什么会有桥？）
1.用于AHB主设备到APB的从设备的连接
2.完成AHB和APB协议的转换、以及异步数据的通信
3.AHB2APB桥是AHB总线上的从设备，也是APB总线唯一一个主设备
4. SoC系统中的AHB2APB桥所处的位置
左边是SoC系统中基本的master，如Cortex M3， 通过matrix仲裁器会将总线地址，分别映射到AHB的slave中，
中间通过两个bridge（外设众多，可以通过两组bridge来管理不同外设），AHB将与APB上的从设备通信
二、AHB2APB桥的分类（按照时钟频率来分）
1. SoC系统总线的时钟分布
- SOC系统中时钟来源很多，如对于RTC，WatchDog等外设，对于时钟频率的要求很低（32.768KHz）但是对于CPU，DMA，Memory等可能需要很高的时钟频率，这样会用到PLL产生高频率的时钟
- 对于AHB总线的时钟，会对main clk进行分频，得到APB的时钟，可以设置不同的时钟工作频点，分别得到AHB和APB总线的时钟频率
- 对于AHB和APB总线，他们各自上的时钟频率可能是不一样的，也可能是相同的，同步桥和异步桥
2. AHB2APB桥的分类
- 复杂的SoC系统，由于时钟的多样性，导致AMBA总线的规范并没有规定AHB，APB总线的时钟关系
- 但是在一般的SoC中，为了灵活配置AHB，APB的时钟频率，所以AHB，APB工作时钟频率不一样
- AHB2APB同步桥：AHB和APB时钟来源相同，相位相同
- AHB2APB异步桥：AHB和APB时钟频率、相位可以相同也可以不同
三、AHB2APB同步桥 （时钟来源、相位相同）——APB使用的时钟和AHB的时钟相同
1. 同步桥的优点：
- 设计简单、综合出来的面积小
- 非流水线结构、稳定可靠
- 整个总线系统由单个时钟控制，有利于时序分析和综合
2. 同步桥缺点：
- 从设备功耗高
- 从设备工作时钟频率高，对设计时序有较高要求
四、AHB2APB异步桥（时钟频率、相位可以相同也可以不同）
1. 异步桥的优点：
- APB时钟可以灵活配置
- 有利于功耗控制
2. 异步桥的缺点：
- 设计复杂、需要增加跨时钟域的同步处理
- AHB读写低频APB设备需要调节等待周期，降低AHB主设备的性能
- APB的时钟频率会限制外设的最高传输速度，如SPI, UART等
🔥 精选往期 《AMBA总线》系列文章🔥
【协议篇】
AMBA总线协议（一）——一文看懂APB总线协议
AMBA总线协议（二）——一文看懂AMBA2 AHB2与AMBA3 AHB-Lite总线协议的区别
AMBA总线协议（三）——一文看懂AHB总线所有协议总结（AHB2 & AHB-Lite & AHB5 ）
AMBA总线协议（四）—— Multi-Layer AHB System (多层AHB总线架构)
AMBA总线协议（五）—— AXI3 协议接口信号介绍1
AMBA总线协议（六）—— 一文看懂 AXI3 协议原子访问2
以上是关于AHB2APB桥接器设计——基本原理的主要内容，如果未能解决你的问题，请参考以下文章