AMBA3—AHB总线(一)

作为AMBA的中流砥柱之一，AHB被用于高性能、高时钟频率的系统结构中，它多被用在ARM核与片内高速sram、flash、DMA和总线桥的连接。它和上次学到的APB的最大区别在于功能更加丰富，可以进行流水线操作，并且性能更强。

¶AHB的特性

• Burst传输
• Split事务处理
• 单周期Master移交
• 单一时钟沿操作
• 无三态
• 更宽的总线配置（64/128）
• 流水线操作
• 可支持多个总线主设备

对于Split事务处理、多个Master的特性，这一篇就不写了，只讲讲最基础的数据传输以及流水线操作。更多细节可以查看AMBA5手册（ARM IHI 0033B.b
），本文中大量图片也来源于官方手册。

AHB总线主要由四部分构成：

• AHB主机(Master)：这和APB不同，APB的主机是且仅是APB桥，而AHB的主机可以是任何设备，包括DMA、CPU等等。同时，AHB的主机也可以向从机输出hredy信号，用来控制数据读写是否完成。，任何时候只能有一个主机处于有效状态并能使用总线。
• AHB从机(Slave)：和APB从机类似，但AHB的从机不仅会输出hreadyout信号(类似于APB的pready)，而且会输出状态信息hresp，标志当且这一轮传输的状态。
• AHB仲裁器(Arbiter)：集成在AHB总线桥中，用来分配主机和从机，它的目的是确保每次只有一个主机能够发起数据传输。
• AHB译码器(Decoder)：根据AHB主机发出的读数据地址选择正确的从机hrdata信号线，进行信号读取。

¶AHB的接口

不同于APB只有APB-Slave和APB-Bridge两种接口，AHB有 AHB-Master、AHB-Slave、AHB-Arbiter、AHB-Decoder四种接口，每种接口都有其不同的信号定义，因此较为复杂，但如果有APB的基础的话可以对比着看，会有更深刻的体会。下面根据手册的顺序依次简单介绍下前两种接口：

¶AHB-Master

AHB-Master接口输入输出信号如下图：

和APB一样，AHB-Master也包含读hrdata/写hwdata信号、地址haddr信号、读/写控制信号hwrite以及hready和时钟和复位信号，这些信号的功能和APB总线同名信号的功能是一致的，但AHB又多了几组信号：

• hsize[2:0]：Master到Slave的信号，表示传输的大小，分别对应8bits(byte)、16bits(halfword),32bits(word),64bits, 128bits,256bits, 512bits,1024bits。
• hburst[2:0]：Master到Slave的信号，表示Burst传输类型，具体下面讲。
• hport：其实在新版本的APB总线里也有这个，是用来进行保护控制的，一般用不上。
• htrans：Master到Slave的信号，表示传输类型，分别为IDLE、BUSY、SEQ和NONSEQ，后面详细说明。
• hresp[2:0]：Slave到Master的信号，是从机接收情况的响应信号，分别有：OKAY、ERROR、RETRY和SPLIT四种响应，后面讲解。
• hmastlock：Master到Arbiter的信号，表示主机是否正在执行一个锁定顺序的传输。

¶AHB-Slave

AHB-Slave接口输入输出信号如下图：

和Master基本没什么不同，无非就是输入输出方向换了个边(

¶传输过程

如果只看信号的简单传输，那么AHB的过程几乎与APB无异(后面会有时序图)，那么AHB的特点究竟体现在哪里呢？体现在多Master、多SLave之间的分配、调度和数据传输上，以及相对于APB特有的突发(Burst)传输。

¶多主多从的总线桥系统 AHB-Busmatrix