[嵌入式]ARM APB总线介绍

testing software：ISE14.7
author: Rose Island

APB总线介绍

APB总线

APB(Advanced Peripheral Bus) 遵循 AMBA协议(Advanced Microcontroller Bus Architecture Protocol)。信号转换和时钟上升沿相关，每次读写传输至少两个周期，读数据和写数据不能同时发生。APB桥为APB总线中唯一主设备，UART/SPI/I2C等均为从设备。

APB接口信号

Transfer States

• Setup phase：需要数据传输时psel置1，这个阶段只会有一个时钟周期，下一个上升沿就进入Access phase
• Access phase：传输的第二个时钟周期penable置1，pwrite/paddr/pwdata/prdata/psel保持。等待pready，这个阶段的时钟周期个数由pready决定，pready为1后有一个时钟周期，之后传输完成。

写数据 With no wait states

• APB：T1（Setup phase）：上升沿时，pwrite输出1（写），paddr输出写地址，pwdata输出写数据，psel输出1，penable输出0；

  ? T2（Access phase）：penable输出1，pwrite/paddr/pwdata/psel保持；

  ? T3（Idle phase）：传输结束后penable才能输出0，如果下一个传输不是立即到达的话，psel输出0。

• UART： T2：采样写数据并更新数据。

• Recommendation：pwrite/paddr/pwdata保持直到下一个传输开始，可以减少功耗。

写数据 With wait states

• pready：由从设备输出，在Access phase阶段，当penable为高时，pready保证了一次传输至少两个时钟周期或更长，只有当pready为高时一次传输才算结束。

读数据 With no wait states

• APB： T1（Setup phase）：上升沿时，pwrite输出0（读），paddr输出写地址，psel输出1，penable输出0；

  ? T2（Access phase）：penable输出1，prdata输出写数据（从设备提供），pwrite/paddr/psel保持；

  ? T3（Idle phase）：传输结束后penable才能输出0，如果下一个传输不是立即到达的话，psel输出0。

• UART：T2：采样指令并发送读数据。

读数据 With wait states

• pready：由从设备输出，在Access phase阶段，可拉长传输周期。

APB对寄存器的读写仿真

输入激励

apb信号：pclk、prest_n、rst、psel、paddr、penable、pwrite、pwdata

CSDN的markdown竟然不支持verilog代码了，差评！就用C语言的代码块凑合一下吧……

reg [31:0]		pwdata_buff;
reg [31:0]		prdata_buff;

reg [9:0]		pwaddr_buff;
reg [9:0]		praddr_buff;

// input
reg				pclk;
reg				preset_n;
reg				rst;
reg				psel;
reg [9:0]		paddr;
reg				penable;
reg				pwrite;
reg [31:0]		pwdata;

// output
wire [31:0]		prdata;
wire			pready;
	
task apb_write(input [9:0] addr, input [31:0] data);
begin
	@(negedge pclk);
		psel	= 1'b1;
		penable	= 1'b0;
		pwrite	= 1'b1;
		paddr	= addr;
		pwdata	= data;
	@(posedge pclk);

	@(negedge pclk);
		penable	= 1'b1;
	@(posedge pclk);

	while(pready != 1'b1) @(posedge pclk);
		psel	= 1'b0;
		penable	= 1'b0;
		// pwrite	= 1'b0;
		// paddr	= 32'b0;
		// pwdata	= 32'b0;
	repeat (10) @(posedge pclk);
end
endtask //apb_write

task apb_read(input [9:0] addr, output [31:0] data);
begin
	@(negedge pclk);
		psel	= 1'b1;
		penable	= 1'b0;
		pwrite	= 1'b0;
		paddr	= addr;
	@(posedge pclk);

	@(negedge pclk);
		penable = 1'b1;
	@(posedge pclk);

	while(pready != 1'b1) @(posedge pclk);
		data	= prdata;
		psel	= 1'b0;
		penable	= 1'b0;
		// pwrite	= 1'b0;
		// paddr	= 32'b0;
	repeat(10) @(posedge pclk);
end
endtask //apb_read

initial begin
	pwaddr_buff = 10'h000;
	pwdata_buff = 32'b1101;
	apb_write(pwaddr_buff,pwdata_buff);

	praddr_buff = 10'h000;
	apb_read(praddr_buff,prdata_buff);
	if(prdata_buff == 32'b1101) begin
		$display("\n ------ write and read successfully -------");
	end
	else begin
		$display("\n ------ write or read failed -------");
	end
end

观察信号

1. 写数据：e.g. 写CR寄存器，观察CR_EN位是否被置1
2. 读数据：e.g. 读取CR寄存器里的值

波形

1. 写数据：e.g. CR_EN

   

2. 读数据：e.g. 读取CR寄存器

   

实际结果

1. 写入成功，通过√
2. 读出成功，通过√

Conclusion

在上一篇里说好要周更的，可惜又没有做到，今天国庆节，国庆快乐呀！

最近就是好像每天都在忙，但也没啥进度，但总算有点东西可以写一下啦。加班比较多，我很讨厌硬性加班，可是还是被卷了进去。

我想要生活但生活需要我赚钱。

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