1.前言

相信很多朋友對(duì)AMBA都比較熟悉了，對(duì)AHB總線也不陌生，在AHB總線中，hready這個(gè)信號(hào)是最難理解，最容易搞錯(cuò)，也是系統(tǒng)調(diào)試的過(guò)程中出問(wèn)題最多的地方之一，同時(shí)也是很多面試官最喜歡問(wèn)的知識(shí)點(diǎn)之一。本文做一個(gè)梳理，幫助大家徹底理解這個(gè)知識(shí)點(diǎn)。

2.理解一下hready和hready_out的含義

我們先看一個(gè)簡(jiǎn)單的場(chǎng)景，就是系統(tǒng)中只有一個(gè)AHB Slave的場(chǎng)景。

下圖是AHB2協(xié)議中的一張截圖，其中hready作為Slave發(fā)給Master的握手信號(hào)，它表明AHB總線上該筆傳輸?shù)耐瓿?。AHB Slave的HREADY信號(hào)是Slave“延長(zhǎng)”AHB傳輸?shù)臄?shù)據(jù)階段的指示。如果Slave不能立即響應(yīng)，通常會(huì)發(fā)生這種情況，因此該Slave將HREADY信號(hào)拉低，以通知Master延長(zhǎng)數(shù)據(jù)階段，以便Slave有足夠的時(shí)間響應(yīng)。這種場(chǎng)景比較簡(jiǎn)單，根本不需要hready_in信號(hào)，我就不仔細(xì)分析了，相信大家都能看懂。

寫(xiě)到這里，補(bǔ)充一下，AHB2協(xié)議里只有hready的叫法，并沒(méi)有hready_out這一說(shuō)法的，到AHB3和AHB5協(xié)議里就有了hready_out的叫法。但協(xié)議原文中都沒(méi)有hready_in的稱(chēng)呼，hready_in只是工程項(xiàng)目中比較形象、比較好溝通的一種稱(chēng)呼。這種稱(chēng)呼很流行，甚至很多ip廠商也這么給信號(hào)命名。大家對(duì)照理解，不要搞混了。下圖中的hready就是通常所說(shuō)的hready_out。到這里，相信你已經(jīng)理解了hready和hready_out的含義。

3.為什么AHB_slave還會(huì)有hready_in信號(hào)

下面讓我們看一個(gè)復(fù)雜的場(chǎng)景，就是系統(tǒng)中有多個(gè)AHB Slave，那么當(dāng)發(fā)生流水操作(pipeline)的時(shí)候應(yīng)該怎么處理呢？關(guān)于這個(gè)問(wèn)題，AHB5協(xié)議中給出了一個(gè)經(jīng)典的方案，參見(jiàn)下方截圖。每個(gè)Slave的HREADYOUT都“與”在一起，以給出系統(tǒng)范圍的HREADY信號(hào)，該信號(hào)再作為輸入反饋給每個(gè)Slave。這意味著每個(gè)Slave將具有2個(gè)HREADY信號(hào): HREADY_in(系統(tǒng)范圍的HREADY信號(hào))和HREADY_out。因此，如果任何Slave將HREADYOUT設(shè)為低，則hready_in將變?yōu)榈碗娖?。因此每個(gè)Slave都等該hready_in變?yōu)楦唠娖?，然后才能做出響?yīng)。每個(gè)Slave的HREADYOUT用來(lái)擴(kuò)展數(shù)據(jù)階段，并且每個(gè)Slave必須有hready_in，以便知道系統(tǒng)上是否有任何其他Slave正在請(qǐng)求數(shù)據(jù)階段擴(kuò)展。如果任何Slave的hready_in為低電平，則該Slave必須等待其hready_in變?yōu)楦唠娖?，然后才能響?yīng)任何AHB請(qǐng)求。因此每個(gè)Slave都有兩個(gè)hready信號(hào)，一個(gè)hready_in信號(hào)，一個(gè)hready_out信號(hào)。建議每個(gè)Slave的HREADY信號(hào)默認(rèn)值設(shè)為“1”。 感謝關(guān)注微信公眾號(hào)《芯片驗(yàn)證日記》

4.hready_in作用示例

即便是pipeline操作，如果AHB連續(xù)對(duì)同一個(gè)Slave進(jìn)行突發(fā)讀寫(xiě)，hready_in的作用也體現(xiàn)不出來(lái)，只有下邊的情況才能體現(xiàn)hready_in的作用：

①AHB流水操作；②AHB連續(xù)訪問(wèn)，并且是跨多個(gè)Slave訪問(wèn)；③Slave存在反壓。如下圖所示:

AHB master第二次訪問(wèn)S0時(shí)，S0出現(xiàn)反壓，但此時(shí)訪問(wèn)S1的addr phase已經(jīng)出現(xiàn)，且此時(shí)S1處于ready狀態(tài)（hready_out_s1=1），但由于此時(shí)訪問(wèn)S0的data_phase未結(jié)束，S0通過(guò)hready_out_s0反壓hready_in_s1，因此即便S1處于ready狀態(tài)也必須hold住。因此在設(shè)計(jì)AHB slave時(shí)，必須hready_out和hready_in同時(shí)為高，當(dāng)次訪問(wèn)才能完成。感謝關(guān)注微信公眾號(hào)《芯片驗(yàn)證日記》

審核編輯 黃昊宇