CN117130964A - 一种APB-to-AHB转换桥及其控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种APB‑to‑AHB的转换桥及其控制方法，属于数字集成电路技术领域，其电路构成包括APB总线接口和AHB总线接口，APB‑to‑AHB转换桥通过APB总线接口连接到APB总线，以及通过AHB总线接口连接到AHB总线。本发明设计了APB总线控制AHB的一种APB‑to‑AHB（即APB总线控制AHB）转换桥接电路，解决了数据链上游是APB而数据链下游AHP场景下的总线接口桥接转换问题。
Description
技术领域
本发明涉及数字集成电路技术领域，具体涉及一种APB-to-AHB转换桥及其控制方法。
背景技术
AMBA是由 ARM 公司研发推出的一种高级微控制器总线架构 (AdvancedMicrocontroller Bus Architecture)。AHB: AMBA High performance Bus；APB: AMBAPeripheral Bus。顾名思义，AHB是高性能总线，APB即先进外设接口，APB总线主要用于和低速以及低功耗的外设通信。一般来说，在soc片内是AHB总线控制APB总线。申请人检索到了涉及AHB->APB桥接的相关文献，如CN201310030519.X（一种改进的AHB to APB总线桥及其控制方法）以及CN202011509717.0（一种区分主机写入操作的AHB-to-APB转换桥）。
但是，在某些特殊场景下，设计者对总线的带宽要求不高，也可以用APB总线控制AHB总线。在满足基本需求的情况下，这种做法可以降低设计的复杂度。据此，本发明提出一种APB-to-AHB转换桥及其控制方法。
发明内容
本发明的第一方面提供了一种APB-to-AHB转换桥，其电路构成包括APB总线接口和AHB总线接口，所述APB-to-AHB转换桥通过所述APB总线接口连接到APB总线，以及通过所述AHB总线接口连接到AHB总线。
进一步地，所述APB-to-AHB转换桥中的状态机存在六种状态：
ST_IDLE:代表桥接电路处于空闲状态；
ST_TRN:代表桥接电路处于命令发送状态；
ST_TRN2:代表桥接电路处于数据传输状态；
ST_OKAY:代表桥接电路此次传输已完成；
ST_ERR1:代表从机即所述AHB总线处于第一错误状态；
ST_ERR2:代表从机即所述AHB总线处于第二错误状态。
本发明的第二方面提供了一种APB-to-AHB转换桥的控制方法，包括：基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作和读操作。
进一步地，所述基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作，包括如下步骤：
S11,当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr和pwdata上的数据，同时pwrite为高电平，代表此次是写操作；
S12,当所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、把paddr上的数据写入regHADDR，同时将regHTRANS置为NSEQ，代表发送单笔数据；同时将regHWRITE置为高电平，代表此次是写操作；
S13,当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ之后，把regHREADYOUT置为0，代表此时AHB忙碌，此时所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，根据AHB协议，此时所述APB-to-AHB转换桥将所述APB总线上的pwdata传送到regHWDATA上；
S14,当所述AHB总线处理完写数据后，把regHREADYOUT置为1；当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高后，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，并向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次写操作已经完成；当所述APB总线接收到pready为1，释放掉psel pwrite和penable，此次写操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态。
进一步地，基于所述APB-to-AHB转换桥的读操作，包括如下步骤：
S21，当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr上的数据；同时pwrite为低电平，代表此时是读操作；
S22，所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、向所述AHB总线的regHTRANS发送NSEQ命令，同时regHWRITE为低电平，代表此次是读操作；
S23，当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ命令后，所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，所述AHB总线将将regHREADYOUT置位低电平，代表此时AHB处于忙碌状态；所述APB-to-AHB转换桥继续等待，直到regHREADYOUT为高电平；
S24，当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高电平，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，代表着AHB已经完成了读操作，并将读取的数据放到regHRDATA上，桥接电路此时能够将regHRDATA上的数据传送到所述APB总线的prdata；同时，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次读操作已经完成了；当所述APB总线接收到pready为1，读取prdata上的数据，并且释放掉psel pwrite和penable，此次读操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态。
进一步地，在所述AHB总线在读或写操作时出现错误时，所述方法还包括：
S31，所述AHB总线通过regHRESP向所述APB-to-AHB转换桥发送ERR信号，同时regHREADYOUT为低电平，当所述APB-to-AHB转换桥检测到所述AHB总线发送的所述ERR信号后，进入ERR1状态；
S32，所述AHB总线的regHRESP继续维持ERR，同时regHREADYOUT置为高电平，当所述APB-to-AHB转换桥在ERR1状态中，并且检测到上述被维持的所述ERR信号后，所述APB-to-AHB转换桥进入ERR2状态；
S33，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线上报pslverr，然后进入OKAY状态，释放掉所述APB总线，释放的步骤和正常读写操作一致。
本发明的有益技术效果在于：
本发明设计了APB总线控制AHB的一种APB-to-AHB（即APB总线控制AHB）转换桥接电路，解决了数据链上游是APB而数据链下游AHP场景下的总线接口桥接转换问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1是本发明中的APB-to-AHP转接桥与APB总线和AHP总线的连接位置关系的示意图。
图2是本发明的APB-to-AHP转接桥所涉及的状态机的示意图。
图3是本发明的APB-to-AHP转接桥的时序图。
其中，时序图中的psel等p字开头的信号是APB的信号，regH开头的信号是AHB的信号。图中的ST_TRAN和TRAN，代表的都是同一个意思，其中ST是state，其他信号也是一样。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
说明书和权利要求书中的词语“第一、第二、第三等”或模块A、模块B、模块C等类似用语，仅用于区别类似的对象，不代表针对对象的特定排序，可以理解地，在允许的情况下可以互换特定的顺序或先后次序，以使这里描述的本发明实施例能够以除了在这里图示或描述的以外的顺序实施。
在以下的描述中，所涉及的表示步骤的标号，如S110、S120……等，并不表示一定会按此步骤执行，在允许的情况下可以互换前后步骤的顺序，或同时执行。
说明书和权利要求书中使用的术语“包括”不应解释为限制于其后列出的内容；它不排除其它的元件或步骤。因此，其应当诠释为指定所提到的所述特征、整体、步骤或部件的存在，但并不排除存在或添加一个或更多其它特征、整体、步骤或部件及其组群。因此，表述“包括装置A和B的设备”不应局限为仅由部件A和B组成的设备。
本说明书中提到的“一个实施例”或“实施例”意味着与该实施例结合描述的特定特征、结构或特性包括在本发明的至少一个实施例中。因此，在本说明书各处出现的用语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都指同一实施例，但可以指同一实施例。此外，在一个或多个实施例中，能够以任何适当的方式组合各特定特征、结构或特性，如从本公开对本领域的普通技术人员显而易见的那样。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。如有不一致，以本说明书中所说明的含义或者根据本说明书中记载的内容得出的含义为准。另外，本文中所使用的术语只是为了描述本发明实施例的目的，不是旨在限制本发明。
请参阅图1-3，本发明实施例公开了一种APB-to-AHB（即APB总线控制AHB）转换桥（简称桥接电路），其电路构成包括APB总线接口和AHB总线接口，所述APB-to-AHB转换桥通过所述APB总线接口连接到APB总线，以及通过所述AHB总线接口连接到AHB总线。
进一步地，所述APB-to-AHB转换桥中的状态机存在六种状态：
ST_IDLE:代表桥接电路处于空闲状态；
ST_TRN:代表桥接电路处于命令发送状态；
ST_TRN2:代表桥接电路处于数据传输状态；
ST_OKAY:代表桥接电路此次传输已完成；
ST_ERR1:代表从机即所述AHB总线处于第一错误状态；
ST_ERR2:代表从机即所述AHB总线处于第二错误状态。
本发明实施例还公开了一种APB-to-AHB转换桥的控制方法，包括：基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作和读操作。
进一步地，所述基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作，包括如下步骤：
S11,当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr和pwdata上的数据，同时pwrite为高电平，代表此次是写操作；
S12,当所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、把paddr上的数据写入regHADDR，同时将regHTRANS置为NSEQ，代表发送单笔数据（只发送一笔数据，不支持多笔连续发送，这是由于APB并不支持该操作）；同时将regHWRITE置为高电平，代表此次是写操作；
S13,当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ之后，把regHREADYOUT置为0，代表此时AHB忙碌，此时所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，根据AHB协议，此时所述APB-to-AHB转换桥将所述APB总线上的pwdata传送到regHWDATA上；
S14,当所述AHB总线处理完写数据后，把regHREADYOUT置为1；当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高后，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，并向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次写操作已经完成；当所述APB总线接收到pready为1，释放掉psel pwrite和penable，此次写操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态(IDLE)。
进一步地，基于所述APB-to-AHB转换桥的读操作，包括如下步骤：
S21，当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr上的数据；同时pwrite为低电平，代表此时是读操作；
S22，所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、向所述AHB总线的regHTRANS发送NSEQ命令，同时regHWRITE为低电平，代表此次是读操作；
S23，当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ命令后，所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，所述AHB总线将将regHREADYOUT置位低电平，代表此时AHB处于忙碌状态；所述APB-to-AHB转换桥继续等待，直到regHREADYOUT为高电平；
S24，当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高电平，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，代表着所述AHB总线已经完成了读操作，并将读取的数据放到regHRDATA上，桥接电路此时能够将regHRDATA上的数据传送到所述APB总线的prdata；同时，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次读操作已经完成了；当所述APB总线接收到pready为1，读取prdata上的数据，并且释放掉psel pwrite和penable，此次读操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态（IDLE）。
进一步地，在所述AHB总线在读或写操作时出现错误时，所述方法还包括：
S31，所述AHB总线通过regHRESP向所述APB-to-AHB转换桥发送ERR信号（如果AHB总线在读或写操作时出现了错误，那么根据AHB协议，AHB总线将会通过regHRESP向桥接电路发送ERR(Error)信号），同时regHREADYOUT为低电平，当所述APB-to-AHB转换桥检测到所述AHB总线发送的所述ERR信号后，进入ERR1状态；
S32，所述AHB总线的regHRESP继续维持ERR，同时regHREADYOUT置为高电平，当所述APB-to-AHB转换桥在ERR1状态中，并且检测到上述被维持的所述ERR信号后，所述APB-to-AHB转换桥进入ERR2状态；
只有所述APB-to-AHB转换桥进入ERR2状态后，才能认定此次是传输错误(由AHB协议决定)。
S33，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线上报pslverr，然后进入OKAY状态，释放掉所述APB总线，释放的步骤和正常读写操作一致。
注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用的技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明的构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，均属于本发明的保护范畴。
Claims (6)
1.一种APB-to-AHB转换桥，其特征在于，其电路构成包括APB总线接口和AHB总线接口，所述APB-to-AHB转换桥通过所述APB总线接口连接到APB总线，以及通过所述AHB总线接口连接到AHB总线。
2.根据权利要求1所述的一种APB-to-AHB转换桥，其特征在于：所述APB-to-AHB转换桥中的状态机存在六种状态：
ST_IDLE:代表桥接电路处于空闲状态；
ST_TRN:代表桥接电路处于命令发送状态；
ST_TRN2:代表桥接电路处于数据传输状态；
ST_OKAY:代表桥接电路此次传输已完成；
ST_ERR1:代表从机即所述AHB总线处于第一错误状态；
ST_ERR2:代表从机即所述AHB总线处于第二错误状态。
3.根据权利要求1或2的所述的APB-to-AHB转换桥的控制方法，包括基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作和读操作。
4.根据权利要求3所述的控制方法，其特征在于：所述基于所述APB-to-AHB转换桥的写操作，包括如下步骤：
S11,当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr和pwdata上的数据，同时pwrite为高电平，代表此次是写操作；
S12,当所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、把paddr上的数据写入regHADDR，同时将regHTRANS置为NSEQ，代表发送单笔数据；同时将regHWRITE置为高电平，代表此次是写操作；
S13,当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ之后，把regHREADYOUT置为0，代表此时AHB忙碌，此时所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，根据AHB协议，此时所述APB-to-AHB转换桥将所述APB总线上的pwdata传送到regHWDATA上；
S14,当所述AHB总线处理完写数据后，把regHREADYOUT置为1；当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高后，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，并向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次写操作已经完成；当所述APB总线接收到pready为1，释放掉psel pwrite和penable，此次写操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态。
5.根据权利要求4所述的控制方法，其特征在于：基于所述APB-to-AHB转换桥的读操作，包括如下步骤：
S21，当所述APB总线的psel和penable同时为高，代表此时paddr和pwdata是有效的，从机即所述AHB总线此时能够读取paddr上的数据；同时pwrite为低电平，代表此时是读操作；
S22，所述APB-to-AHB转换桥检测到psel和penable同时为高之后，进入TRN状态、向所述AHB总线的regHTRANS发送NSEQ命令，同时regHWRITE为低电平，代表此次是读操作；
S23，当所述AHB总线接收到regHTRANS上的NSEQ命令后，所述APB-to-AHB转换桥进入TRN2状态，所述AHB总线将将regHREADYOUT置位低电平，代表此时AHB处于忙碌状态；所述APB-to-AHB转换桥继续等待，直到regHREADYOUT为高电平；
S24，当所述APB-to-AHB转换桥检测到regHREADYOUT为高电平，所述APB-to-AHB转换桥进入OKAY状态，代表着AHB已经完成了读操作，并将读取的数据放到regHRDATA上，桥接电路此时能够将regHRDATA上的数据传送到所述APB总线的prdata；同时，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线发送一个脉冲宽度的pready，通知所述APB总线此次读操作已经完成了；当所述APB总线接收到pready为1，读取prdata上的数据，并且释放掉psel pwrite和penable，此次读操作完成，所述APB总线、所述APB-to-AHB转换桥以及所述AHB总线进入空闲状态。
6.根据权利要求5所述的控制方法，其特征在于：在所述AHB总线在读或写操作时出现错误时，所述方法还包括：
S31，所述AHB总线通过regHRESP向所述APB-to-AHB转换桥发送ERR信号，同时regHREADYOUT为低电平，当所述APB-to-AHB转换桥检测到所述AHB总线发送的所述ERR信号后，进入ERR1状态；
S32，所述AHB总线的regHRESP继续维持ERR，同时regHREADYOUT置为高电平，当所述APB-to-AHB转换桥在ERR1状态中，并且检测到上述被维持的所述ERR信号后，所述APB-to-AHB转换桥进入ERR2状态；
S33，所述APB-to-AHB转换桥向所述APB总线上报pslverr，然后进入OKAY状态，释放掉所述APB总线，释放的步骤和正常读写操作一致。
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Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
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Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN117130964B (zh) | 2024-03-12 |
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