一、AHB总线协议概述

1. AHB总线部件

主机
- 主机给地址（选通不同slave）以及控制信息（读写方向、数据量、数据大小等）发起读写操作。
从机
- 从机在仲裁器给过来的HREADY为高电平时采样HSELx、地址以及控制信号。
- 从机会返回两个信号（HREADYOUT/HRESP）给主机，前者为是否需要主机等待信号，后者表示返回为OK/ERROR。
  - 对于AMBA2中，HRESP有OK\ERROR\RETRY\SPLIT，而AMBA 5中只有OK\ERROR.
仲裁器
- 仲裁器可以用来保证只允许一个主机处于有效状态使用总线。
- 可以写代码决定是否存在优先级或公平访问。
译码器
- 前面从机提到的将地址译码生成片选信号。

HRESP[1:0]	RESPONSE	NOTE
00	OKEY	传输正常，当HREADY信号为1，说明传输完成
01	ERROR	传输出错。
10	RETRY	AHB从机不能立即完成传输，AHB主机应当重试传输
11	SPLIT	AHB从机不能立即完成传输，AHB主机可以释放总线所有权，当AHB从机准备好时，主机可以再次请求总线所有权以便完成传输。

AMBA5 AHB这两个信号组合响应
在传输类型为IDLE或BUSY时，或者从机未被选中时，从机必须在HRESP上回应OKAY信号。
当从机反馈RETRY时，主机将传输类型替换为IDLE来取消掉当前的传输，并再次重新启动最后一次失败的传输。
当从机反馈SPLIT时，主机改变传输类型为IDLE取消当前传输，并释放掉仲裁器的HBUSREQ信号来释放总线控制权。
- 当从机准备好接收传输，slave 发出HSPLIT信号，通知Arbitration哪一个bus master要继续进行操作。
RETRY和SPLIT可以让其它优先级的master抢走总线控制权。
- 对于RETRY而言，只有拥有更高优先级的主机能获得总线访问权。
- 对于SPLIT而言，即使这个主机拥有更低的优先级也可以获得总线。
双周期响应
- 为什么需要双周期
  - AHB流水线传输性质导致的，在从机发起异常响应时，下一次传输的地址已经被写到地址总线上，需要至少两个周期让主机取消该地址，并在第二周期将HTRANS改成IDLE。
- 只有OKAY响应可以在单周期给出，ERROR、RETRY、SPLIT响应至少需要两个周期。
- 在倒数第二个周期将slave输出HREADYOUT拉为0，扩展一个周期。主机将HTRANS设置为IDLE，取消传输，拉高slave输出的HREADYOUT信号，结束传输，保持HRESP不变。

发生条件：在一个Burst传输中的任何一拍;slave返回非OKAY响应之后或者仲裁器将HGRANT给其他master。除此之外，master不能主动地决定终止burst传输。
当HTRANS信号上出现NONSEQ或者IDLE时，则表明前一次突发传输已经终止。
如果主机在突发传输过程中失去总线控制权，那么之后还需要继续申请总线控制权完成剩余传输，且之后的传输不需要与之前传输类型相同。

（1）立刻完成传输；
（2）插入一个或多个等待状态以获得充分时间来完成传输；
（3）发出一个错误响应表示传输失败；
（4）延时传输的完成，允许当前的主机和从机放弃总线，让其他主机先完成传输，再完成剩下的传输。
等待状态最多只可使用 16 个周期,以防止任何访问长时间占用总线。

需要实现两个功能
- 可以接收不同主机发送的请求信号，通过算法决定哪个主机优先传输。
- 涉及到前面介绍的SPLIT传输，从机发出HSPLIT信号，告诉仲裁器，决定之前那个未完成传输的主机继续传输。
信号HBUSREQx：主机给仲裁器
- 对于固定长度的传输，只需要发起一次请求即可，仲裁器根据HBURST[2:0]来判断传送的长度。
- 对于未定长度的传输，主机需要不停的发起请求，直到传输全部完成。
信号HGRANTx：仲裁器给主机，告诉主机x获得总线使用权。
- 主机在HGRANTx信号为高且从机给主机的反馈信号HREADY为高（表明上一笔传输已经完成）的那个clk上升沿处获得总线使用权。
信号HMASTERx：仲裁器用这个信号表示哪个主机在用总线。
如果所有主机都不需要使用总线时，每个主机将HTRANS信号给出IDLE，仲裁器就会将总线交给default master.