3.2 AMBA APB规范

APB属于AMBA3系列，它提供了一个低功耗的接口，并降低了接口的复杂性。APB接口用在低带宽和不需要高性能总线的外围设备上。APB是非流水线结构，所有的信号仅与时钟上升沿相关，这样即可简化APB外围设备的设计流程，每个传输至少消耗两个周期。

APB可以与AMBA高级高性能总线和AMBA高级可扩展接口连接。

3.2.1 AMBA APB写传输

AMBA APB写传输包括两种类型：无等待状态写传输和有等待状态写传输。

1.无等待状态写传输

无等待状态写传输的过程如图3.1所示。在时钟上升沿后，改变地址、数据、写信号和选择信号。

（1）T1周期（写传输建立周期）。写传输起始于地址（PADDR）、写数据（PWDATA）、写信号（PWRITE）和选择信号（PSEL）。这些信号在PSCLK的上升沿寄存。

（2）T2周期。在PSCLK的上升沿寄存使能信号PENABLE和准备信号PREADY。

①当有效时，PENABLE表示传输访问周期的开始。

②当有效时，PREADY表示在PCLK的下一个上升沿从设备可以完成传输。

（3）地址（PADDR）、写数据（PWDATA）和控制信号一直保持有效，直到在T3周期完成传输后，结束访问周期。

（4）在传输结束后，使能信号（PENABLE）变成无效，选择信号（PSEL）也变成无效。如果相同的外设立即开始下一个传输，则这些信号重新有效。

2.有等待状态写传输

有等待状态写传输的过程如图3.2所示。在访问周期，当PENABLE为高时，可以通过拉低PREADY来扩展传输。

以下信号保持不变：地址（PADDR）、写信号（PWRITE）、选择信号（PSEL）、使能信号（PENABLE）、写数据（PWDATA）、写选通（PSTRB）和保护类型（PPROT）。

当PENABLE为低时，PREADY可以为任何值，确保外围器件有固定的两个周期来使PREADY为高。

3.2.2 AMBA APB读传输

AMBA APB读传输包括以下两种类型：无等待状态读传输和有等待状态读传输。

1.无等待状态读传输

无等待状态读传输时的过程如图3.3所示。图中给出了地址、写数据、选择信号和使能信号等。在读传输结束以前，从设备必须主动提供数据。

2.有等待状态读传输

在读传输中，使用PREADY信号来添加两个周期，有等待状态读传输的过程如图3.4所示。在传输过程中也可以添加多个周期，如果在访问周期内拉低PREADY信号，则扩展读传输。

规范保证在额外的扩展周期时，以下信号保持不变，包括地址（PADDR）、写信号（PWRITE）、选择信号（PSEL）、使能信号（PENABLE）和保护类型（PPROT）。

3.2.3 AMBA APB错误响应

可以使用PSLVERR来指示APB传输错误条件。在读和写交易中，可以发生错误条件。在一个APB传输中的最后一个周期内，当PSEL、PENABLE和PREADY信号都为高时，PSLVERR才是有效的。

当外设接收到一个错误的交易时，外设的状态可能会发生改变（由外设决定）。当一个写交易接收到一个错误时，并不意味着外设内的寄存器没有更新。当读交易接收到一个错误时，能返回无效的数据。对于一个读错误，并不要求外设将数据总线驱动为0。

1.写传输和读传输错误响应

写传输错误的响应过程如图3.5所示，读传输错误的响应过程如图3.6所示。

2.PSLVERR映射

当桥接时，对于从AXI到APB的情况，将APB错误映射回RRRSP/BRESP=SLVERR，这可以通过将PSLVERR映射到RRESP[1]信号（用于读）和BRESP[1]（用于写）信号来实现；对于从AHB到APB的情况，对于读和写，PSLVERR被映射回HRESP=SLVERR，这可以通过将PSLVERR映射到AHB信号和HRESP[0]信号来实现。

3.2.4 AMBA APB操作流程

AMBA APB操作流程如图3.7所示。

（1）空闲（IDLE）。这是默认的APB状态。

（2）建立（SETUP）。当请求传输时，总线进入SETUP状态，设置选择信号PSELx。总线仅在SETUP状态停留一个时钟周期，并在下一个时钟周期进入ACCESS状态。

（3）访问（ACCESS）。在ACCESS状态中置位使能信号PENABLE。在传输从SETUP状态到ACCESS状态转变的过程中，地址、写、选择和写数据信号必须保持不变。从ACCESS状态退出，由从器件的PREADY信号控制，如果PREADY为低，则保持ACCESS状态；如果PREADY为高，则退出ACCESS状态，如果此时没有其他传输请求，那么总线返回IDLE状态，否则进入SETUP状态。

3.2.5 AMBA3 APB信号

AMBA3 APB信号及功能如表3.1所示。