ahb总线仲裁器的设计

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1、维普资讯http://www.cqvip.com第31卷第1期电子工曩■VoI．31No．12005年1月ELECn0NICENGINEERJan．2005AHB总线仲裁器的设计李玲，王祖强(山东大学信息科学与工程学院，山东省济南市250100)【摘要】介绍了AHB总线仲裁信号，对其仲裁机制和仲裁过程进行了详细的说明。在MAX+plusII软件平台上，采用自顶向下的设计方法，将整个设计分为3个模块，底层模块使用甚高速集成电路硬件描述语言(VHDL)设计，然后包装入库，顶层文件采用原理图输入法，实现AHB总线仲裁器的设计，并给出仿真

2、结果。关键词：AHB总线，仲裁器，SoC，MAX+pluslI中图分类号：TN492SEQ等4种交易类型；HRESP是指在交易过程中从设0引言备给出的反应信号，包括OKAY、ERROR、RETRY和随着集成电路规模的不断增加，集成电路设计已SPLIT；HBURST是指猝发类型，共有8种不同的猝发进入片上系统(SoC)时代，而SoC设计的关键问题之交易，可分为单个交易SINGLE、不定长猝发交易INCR一就是采用片上总线技术。ARM公司提出的AMBA和固定长猝发交易3类；HREQ_．x和HLOCK_x分别指总线，由于其本身的高性能和

3、ARM处理器的广泛应主设备总线请求信号和锁定信号；HGRANT_x是总线用，已经成为SoC设计中使用相当广泛的总线标准。允许信号，表示该主设备有总线使用的最高优先权；目前AMBA总线的版本为2．0，定义了3组总线：AHBHMASTER是指允许使用总线的主设备译码，只有此(AMBA高性能总线)、ASB(AMBA系统总线)和APB信号有效时主设备才可使用总线；HMASTERLOCK有(AMBA外设总线)。其中AHB(advancedhigh—per-效是指此时的交易是锁定序列的交易；HSPLIT_x是指formancebus)是一种常

4、用的片上总线，采用地址／数从设备要求完成分裂交易SPLIT的请求信号，分裂交据分离格式，支持固定K／不定长猝发(burst)交易、分易是AHB系统总线的一个显著特性，它可以防止系统裂(split)交易特性和多个主设备的总线管理，具有高死锁和充分利用总线。带宽、高性能特性，适合于嵌入式处理器与高性能外围设备、片内存储器及接口功能单元的连接。本文在AMBA总线版本2．0基础上，采用自顶向AHB下设计方法完成了AHB总线仲裁器的设计。总线仲裁器1AHB总线仲裁机制仲裁器是AHB系统总线的主要管理机构，监视主设备发出的总线请求，根据内部设

5、定的仲裁算法进行图1AI-IB总线仲裁器的结构仲裁，给出相应的控制信号。总线的优先级仲裁算法通常有固定优先级算法和循环优先级算法两种，它们具体仲裁过程说明如下。各有优缺点，但两种算法都要满足总线的基本要求：每a)总线申请。AHB总线的仲裁是“隐含的”，一一时刻只能有一个主设备占用总线；先请求者先相应；次仲裁可以在上一次总线访问期间完成，从而仲裁不同一时刻请求时，按优先级确定；每个交易都不允许被必占用AHB总线周期(总线空闲时除外)。正常情况打断。AHB总线仲裁器的结构如图1所示。下，仲裁器只有当一个交易完成之后才把总线移交给图1中

6、：HCLK和HRESET分别为时钟信号和复另外一个主设备，当主设备被授权总线并开始一个固位信号；HREADY是指从设备准备好信号；HTRANS定长度猝发交易后，没有必要继续请求总线，因为仲裁是指总线交易类型，包括IDLE、BUSY、NONSEQ和器通过监视猝发交易过程HTRANS信号和猝发类型HBURST信号可知道当前猝发交易何时结束；对于长收稿日期：2004-10-26；修回日期：2004-12-06。·23·维普资讯http://www.cqvip.com·微电子与基础产品·电子工蠢矗2005年1月度不定的猝发交易，主设备应持

7、续有效总线请求直至确保在锁定交易完成之前总线不能授权给其他主设它发出最后一个交易，因为仲裁器不能预知不定长猝备。在一个锁定交易完成之后，仲裁器还让该主设备发传送何时终止。若主设备在进行当前猝发传送后紧继续占有总线进行一个附加传送，以确保锁定交易的接着还要执行下一个猝发交易，它应在当前猝发交易最后一个交易成功完成。同时，仲裁器也要有效MAS—期间重新有效总线请求信号；同样，若主设备在猝发交TLOCK信号，它与地址和控制信号有相同的时序，该易过程中失去对总线的访问，它必须重新有效总线请信号向从设备表明当前交易是锁定的，只有当前锁定求信

8、号以便下次获得对总线的访问。HSPLIT—X为从交易传送完毕之后才可进行其他交易。设备发出的SPLIT交易申请信号，当有这个信号发出d)总线的缺省占用。如果当前没有主设备使用时，仲裁器会忽略此时其他主设备的申请，而使总线的总线或申请使用总线，仲裁器