APB协议的几种状态

APB(Advanced Peripheral Bus) 作为高级外设总线是AMBA协议之一，也是最基本的总线协议。按照ARM官方定义，APB是一种低成本的接口协议，可以实现低功耗以及精简的接口设计，降低接口设计的复杂度。

APB协议不支持流水线设计，它主要应用在低带宽设计需求的接口中，高性能带宽需求可以使用AXI总线。APB协议的实现与时钟沿对齐，以简化外设接口的设计。每次传输至少需要消耗两个时钟周期。

在SOC设计中，APB一般作为IP的配置接口，包括低速IP如I2C,UART,I2S等，也包括DDR,PCIe,Ethernet等高速IP，可以方便的实现CPU对外设IP的寄存器配置。系统中一般会实现一个AXI2APB或者AHB2APB的转换桥将APB口挂载在系统上。

对于这种简单的接口，我们一般不会特别关注它的状态是如何跳转的，但是有时候面试官会考察。

APB传输：

 

IDLE：APB的默认状态，此时没有数据传输，PSEL，PENABLE，均为default 0

SETUP：当需要进行一个传输的时候，APB首先进入到这个状态；PSELx信号首先拉高，总线仅仅在SETUP状态停留一个时钟周期，然后接着在下一个时钟上升沿进入ACCESS状态。

ACCESS：在SETUP状态转换到ACCESS，PENABLE信号被拉高；在SETUP状态转换到ACCESS状态这段时间里，address ，write，select，和write data信号必须保持稳定。

ACCESS状态的跳转取决于slave输出的PREADY信号状态：

1）如果PREADY为0，表示slave还没有准备接收传输的数据，或者没有准备好输出的数据，会让其继续处于ACCESS状态。

2）如果PREADY为1，表示slave已完成数据，可以跳转到其他状态，如果后面有连续的数据传输则直接跳转到SETUP，如果没有传输，直接回到IDLE；

with no wait state

 

 

 slave可以通过pready拉低，来延长slave的响应时间。此时需要注意，其他信号需要保持不变。

通过PSTRB[n]控制PWDATA[(8*n+7):8*n]的数据写有效。可以方便的实现部分数据控制；

Error response

 APB协议可以通过PSLVERR信号表示对应传输错误，只不过在APB协议中error只有1bit表示所有的错误，具体的协议实现如下：

 需要注意的是，PSLVERR是与PREADY信号同时返回的，只有这样master才能正确采样得到的错误信号，在salve内部处理之前需要将PREADY拉低等待内部检测是否有错误发生。

APB还增加了安全属性：Protection transaction

PPROT[2:0]可以实现APB传输的保护控制：

PPROT[0]表示不同优先级的传输，可实现salve对不同优先级数据的特殊处理操作；

PPROT[1]表示对不同安全属性的数据传输，对secure和non_secure的数据进行数据处理；

PPROT[2]表示此时传输是数据还是指令传输； 

USER SIGNAL

APB信号增加了USER信号，可针对地址，读写数据，响应增加USER信号，可以用来传输用户自定信号，增加协议的灵活性。信号的有无，以及位宽可以用户自定义。

APB协议还有PARITY protection， 和PWAKEUP信号；不常用，这里不做过多介绍；