AMBA AHB面試題連載（上篇）

路科驗證 2021-08-19 12:00

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1、當AHB寫入數(shù)據(jù)之后從同一地址讀取并且讀取傳輸?shù)牡刂冯A段和寫傳輸?shù)臄?shù)據(jù)階段在同一周期時，讀取返回的數(shù)據(jù)是舊數(shù)據(jù)還是新數(shù)據(jù)？

這個問題的答案取決于slave的設計。一個簡單的slave將不會緩沖（cache或者buffer）任何數(shù)據(jù)，因此返回的讀取數(shù)據(jù)將是最新的。對于復雜的slave 設計可能實現(xiàn)寫數(shù)據(jù)的緩沖，這時候它可以返回以前存儲的數(shù)據(jù)，或者"snoop"寫緩沖中的內(nèi)容。不管怎樣都是符合AMBA AHB規(guī)范的，只要返回數(shù)據(jù)即可。

2、如果slave 可以被gate（clock gate或者power gate），需要哪些系統(tǒng)支持？

方案一：如果在slave 處于power gated或clock gated時進行訪問，則必須確保該訪問能夠喚醒相應的slave,

方案二：將AHB decoder 配置為dummy slave，以便在訪問gated slave時系統(tǒng)不會掛死。同時，在這種情況下需要確保“IDLE”訪問時dummy slave拉高HREADY并且返回HRESP=OKAY；而“NONSEQ”訪問和“SEQ” 訪問返回ERROR

3、什么時候可以提前終止burst傳輸？

在一個Burst 傳輸中的任何一拍，slave返回非OKAY響應之后Bursts 傳輸可以提前終止，或者仲裁器將HGRANT給其他master。但是請注意，除非收到相應的仲裁器或slave響應提示，否則master不能主動地決定終止burst傳輸。

4、HTRANS能在HREADY值拉低時改變嗎？

一般來說，AHB master 不應在HREADY拉低時改變控制信號。但允許在以下條件下更改HTRANS：

5、HTRANS=IDLE

AHB master 正在執(zhí)行內(nèi)部操作，并且尚未開始進行總線傳輸。但是，在AHB等待狀態(tài)（HREADY低）期間，master 決定開始總線傳輸，并在下一個周期中將HTRANS更改為NONSEQ。

6、HTRANS=BUSY

HTRANS被用來給master 來完成內(nèi)部操作，這可能是完全獨立于HREADY信號。因此，HTRANS可以在HREADY為低的周期中改變?yōu)槿魏沃担?strong style="max-width: 100%;box-sizing: border-box !important;overflow-wrap: break-word !important;">SEQ：繼續(xù)完成burst傳輸；NONSEQ：開始新的傳輸）。

7、HRESP=SPLIT/RETRY

如AHB規(guī)范中所述，非OKER響應需要兩個周期才能完成（具體參見AMBA SPEC）。master 必須在SPLIT/RETRY響應的第二個周期的HTRANS上置起IDLE 。

8、HRESP=ERROR

和SPLIT/RETRY響應的處理需要兩個周期一樣，ERROR也需要兩個周期處理，即在第二個周期刷新未進行傳輸?shù)牡刂泛涂刂菩盘枴４藭r，第二個周期的HTRANS可以是IDLE或者繼續(xù)完成當前的傳輸，這不是嚴格規(guī)定的。

9、BUSY傳輸能夠在burst剛結束時開始么？

BUSY傳輸只能在未定義長度的burst傳輸(INCR)結束時發(fā)生，不能在固定長度burst傳輸（SINGLE, INCR4, WRAP4, INCR8, WRAP8, INCR16, WRAP16）的末端發(fā)生。

10、所有slaves 是否都必須支持BUSY傳輸類型？

是的。所有slaves 必須支持BUSY 傳輸類型，以確保它們與任何總線master兼容。

11、地址是否必須對齊，即使是對于IDLE傳輸？

是的。即使對于IDLE傳輸，地址也應根據(jù)傳輸大小(HSIZE)進行對齊，防止在仿真過程中使用的總線monitor誤報錯誤或者警告。

12、在一個AHB系統(tǒng)中可以有多少個master ？

AHB規(guī)范最多能有了16個master 。然而其中還包含一個dummy bus master，這意味著實際總線master 的最大數(shù)量實際上是15個。

13、HREADY是來自slaves的input 還是output？

AHB slaves必須同時將HREADY信號作為輸入和輸出。

HREADY需要作為slaves的輸出，以便slaves可以擴展傳輸?shù)臄?shù)據(jù)階段。

HREADY還需要作為slaves的輸入，以便slaves可以確定先前選擇的slaves何時完成最終的數(shù)據(jù)傳輸。

每個AHB slaves應有一個HREADYOUT信號，該信號連接到Slave-to-Master多路復用器。這個多路復用器的輸出是全局HREADYOUT信號，它被路由到AHB上的所有masters ，并作為HREADYIN反饋給所有slaves 。

14、一定需要有一個default slave么？

如果定義了整個4G地址空間，則不需要默認的slave。如果內(nèi)存映射中存在未定義的區(qū)域，那么必須確保對不存在的地址的訪問不會鎖定系統(tǒng)。在decoder中實現(xiàn)default slave非常簡單并且通常是有意義的。

15、一定需要有一個default slave么？

在具有支持SPLIT 傳輸響應的slave 的系統(tǒng)中都需要一個dummy master，以便如果所有其他master 都收到SPLIT 響應，可以授予總線給dummy master。dummy master需要將HTRANS驅動為IDLE，HLOCK驅動為低，所有其他輸出驅動為合法值。

16、當transfer 被擴展時，master 能否更改HADDR ？

如果master 指示它想要執(zhí)行NONSEQ、SEQ或BUSY傳輸，那么在擴展傳輸期間(當HREADY較低時)不能更改地址。除非master 收到ERROR、RETRY 或SPLIT 響應，在第二個響應處理周期master 要進行IDLE傳輸，那么它可能會更改地址。

17、在整個burst傳輸期間，HPROT、HSIZE和HWRITE是否保持不變？

是的，控制信號必須在整個burst期間保持不變。

18、 AMBA AHB規(guī)范建議只使用16個wait 狀態(tài)。如果需要超過16個周期，應該怎么辦？

對于一些slaves ，可以插入超過16個等待狀態(tài)。例如，只有在初始上電時才訪問的boot ROM可以插入大量的等待狀態(tài)周期，因為一旦系統(tǒng)上電完成，它不會影響系統(tǒng)性能。slaves可以使用SPLIT 或者RETRY 響應來指示尚未完成的數(shù)據(jù)傳輸，或者可以使用中斷或者狀態(tài)寄存器查詢slaves能否完成數(shù)據(jù)傳輸再發(fā)起請求。

19、不同bursts 的用處是什么？

通常，wrapping bursts被用來進行 cacheline數(shù)據(jù)填充。此時，master首先獲取它所請求的數(shù)據(jù)，然后預取cacheline中剩余的數(shù)據(jù)。

incr bursts可以被DMA控制器使用進行不與特定地址邊界對齊的cacheline的數(shù)據(jù)填充。

20、 slave的HREADY信號和HRESP 信號的默認值應該是高還是低？

建議HREADY的默認值較高，HRESP的默認值為OKAY。此組合可確保slave正確響應IDLE傳輸類型，即使該slave處于低功耗省電模式。

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路科驗證專注于數(shù)字芯片驗證的系統(tǒng)思想和前沿工程領域。路桑是Intel資深驗證專家，主持驗證架構規(guī)劃和方法學研究，擔任過億門級通信芯片的驗證經(jīng)理角色。在工程領域之外，他在西安電子科技大學和西安交通大學客座講授芯片驗證課程。著有書籍《芯片驗證漫游指南》。

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