3.6.3 Периферийный интерфейс amba apb

Интерфейс AMBA APB (Advanced Peripheral Bus) является частью иерархии интерфейсов AMBA и предназначен для объединения периферии, используемой в микроконтроллерах. Интерфейс AMBA APB используется практически во всех современных микроконтроллерах с ядром ARM.

127

Цель создания интерфейса – минимизация потребляемой мощности и упрощение архитектуры вычислительной системы.

Рис. 78. Типичный микроконтроллер с периферийными контроллерами, подключенными к шине AMBA APB.

Интерфейс AMBA APB инкапсулирован в одном подчиненном устройстве шин AMBA AHB или AMBA ASB. При использовании шины APB потребление энергии значительно меньше, чем при прямом подключении контроллеров к системной шине. Интерфейс APB имеет смысл использовать с такими устройствами, в которых не требуется высокая пропускная способность шины и пакетный режим работы. Примерами таких устройств могут быть: контроллеры последовательного канала, таймеры, контроллеры I2C, SPI, ЦАП, АЦП, часов реального времени, сторожевого таймера и так далее.

Рис. 79. Фрагмент одной из шин APB в микроконтроллере NXP LPC 1768 на базе Cortеx-M3.

Единственным главным устройством (мастером) на шине APB является мост. Все остальные устройства (контроллеры) являются подчиненными устройствами.

128

Интерфейс AMBA APB может находиться в одном из трѐх состояний: IDLE – устройство не готово, шина находится в исходном состоянии. SETUP – запущен процесс инициализации устройства.

_{ENABLE – устройство готово к обмену.}

Рис. 80. Три состояния шины AMBA APB.

Если требуется что-то передать по шине, мы должны выбрать устройство, с которым мы будем общаться, с помощью сигнала PSELx. После получения сигнала устройство производит инициализацию и выставляет на шину сигнал PENABLE.

Циклы чтения и записи имеют вид, показанный на рисунке ниже.

_{Рис. 81. Цикл записи данных в шине AMBA APB.}

129

Рис. 82. Цикл чтения на шине AMBA APB.

Для взаимодействия с шинами AMBA AHB или AMBA ASB используется мост (APB bridge).

Рис. 83. Мост между периферийной шиной AMBA APB и шинами AMBA ASB или AMBA AHB.

Интерфейс для подключения подчиненных устройств к шине AMBA APB

очень прост и имеет следующий вид:

_{Рис. 84. Интерфейс подчиненного устройства в шине AMBA APB}

130

9. Программно-управляемый обмен информацией между устройствами вычислительной системы.

10. Обмен данными в режиме прямого доступа между устройствами вычислительной системы.

11. Организация аппаратных прерываний в вычислительной системе.

12. Функции, принцип работы и устройство контроллера прерываний.

13. Внутрисистемные интерфейсы ЭВМ.

3.3 Классификация аппаратных интерфейсов

Внутрисистемный интерфейс является группой интерфейсов, которая обеспечивает взаимодействие элементов ядра вычислительной системы и должно удовлетворять критерию максимальной производительности.

14. Системные интерфейсы ЭВМ.

По типу сопрягаемых объектов можно выделить следующие группы аппаратных интерфейсов:

1. Внутрисистемные интерфейсы.

2. Системные интерфейсы.

3. Стандартные периферийные интерфейсы.

4. Малые периферийные интерфейсы.

5. Интерфейсы систем передачи данных:

Магистральные интерфейсы для WAN.

Интерфейсы локальных вычислительных сетей.

6. Интерфейсы распределенных систем управления.

Системный интерфейс служит для развития системы, т.е. наращивания характеристик ядра (например, ISA, PC-104, PCI, ASB). Является компромиссом при создании дешевой вычислительной структуры.