片上總線Wishbone 學習(十)總線周期之塊讀操作

2020-12-14 電子產品世界

圖1Wishbone總線塊操作中CYC_O信號的用法

塊讀操作如圖2所示。塊操作最多能夠在每個時鐘周期進行一次數據讀或者寫，但是主設備和從設備都可以通過插入等待周期控制塊操作的速度。一次塊操作包括多次子操作。每一次子操作都是塊操作的一個階段，完成一次數據讀或者寫。圖10的塊操作由五次讀操作完成，其過程如下：

在時鐘上升沿0，主設備將地址信號ADR_O()、TGA_O()放到總線上，將WE_O置為低表示讀操作，將適當的SEL_O()信號置高通知從設備將數據放在數據總線的適當位置，將CYC_O和TGC_O()置高表示操作正在進行，將STB_O置高表示一次子操作開始。CYC_O和TGC_O()從無效變為有效可以發生在上升沿0以前的任何時刻。

在時鐘上升沿1到達之前，從設備檢測到主設備發起的操作，將適當的數據放到主設備的DAT_I()和TGD_I()，將主設備的ACK_I置高作為對主設備STB_O的響應。

在時鐘上升沿1，主設備發現ACK_I信號為高，將DAT_I()和TGD_I()採樣，完成第一次子操作。主設備將新地址信號ADR_O()、新TGA_O()放到總線上，將新的SEL_O()信號置高通知從設備將數據放在數據總線的適當位置。

在時鐘上升沿2到達之前，從設備檢測到主設備發起的第二次操作，將適當的數據放到主設備的DAT_I()和TGD_I()，繼續將主設備的ACK_I置高。

在時鐘上升沿2，主設備發現ACK_I信號為高，將DAT_I()和TGD_I()採樣，完成第二次子操作。主設備將STB_O信號置低表示插入等待周期。

在時鐘上升沿3到達之前，從設備檢測到STB_O信號為低，將ACK_I置低。

在時鐘上升沿3，主設備發起第三次操作，將新的地址信號ADR_O()、新的TGA_O()放到總線上，將WE_O置為低表示讀操作，將適當的SEL_O()信號置高通知從設備將數據放在數據總線的適當位置，將STB_O置高表示第三次子操作開始。

在時鐘上升沿4到達之前，從設備檢測到主設備發起的第三次子操作，將適當的數據放到主設備的DAT_I()和TGD_I()，將主設備的ACK_I置高作為對主設備STB_O的響應。

圖2Wishbone總線的塊讀操作(異步周期結束方式)

在時鐘上升沿4，主設備發現ACK_I信號為高，將DAT_I()和TGD_I()採樣，完成第三次子操作。主設備同時發起第四次子操作，將新地址信號ADR_O()、新TGA_O()放到總線上，將新的SEL_O()信號置高通知從設備將數據放在數據總線的適當位置。

在時鐘上升沿5到達之前，從設備檢測到主設備發起的第四次子操作，將適當的數據放到主設備的DAT_I()和TGD_I()，將主設備的ACK_I置高作為對主設備STB_O的響應。

在時鐘上升沿5，主設備發現ACK_I信號為高，將DAT_I()和TGD_I()採樣，完成第五次子操作。主設備同時發起第六次子操作，將新地址信號ADR_O()、新TGA_O()放到總線上，將新的SEL_O()信號置高通知從設備將數據放在數據總線的適當位置。

在時鐘上升沿5過後，從設備檢測到主設備發起的第五次子操作，但是由於數據沒有準備好，它在新上升沿到達之前將ACK_I信號置低表示插入等待周期。
上升沿5和6之間被插入了多個等待周期。當從設備準備好數據，在時鐘上升沿6到達之前，將適當的數據放到主設備的DAT_I()和TGD_I()，將主設備的ACK_I置高作為對主設備STB_O的響應。

在時鐘上升沿6，主設備發現ACK_I信號為高，將DAT_I()和TGD_I()採樣，並將STB_O和CYC_O置為低表示整個塊讀操作完成。從設備發現STB_O置低後，也將主設備的ACK_I置低。

同步周期結束方式

圖3Wishbone總線的塊讀操作(同步周期結束方式)

在時鐘上升沿0：

  • Master在[ADR_O()]和[TGA_O()]發出有效的地址
  • Master拉低[WE_O]，表明是一個讀周期
  • Master發出有效數據選擇信號[SEL_O()]表明哪些數據是有效的
  • Master發出[CYC_O]和[TGC_O()]表明總線周期的開始
  • Master發出[STB_O]表明操作的開始

注意：Mater必須在時鐘上升沿1或之前發出[CYC_O]和/或[TGC_O()]

在時鐘上升沿1：

  • Slave檢測到主設備發起的操作，發出[ACK_I]
  • Slave在[DAT_O]和[TGD_O()]發出有效的數據
  • Slave發出[ACK_I]應答[STB_O]，表明數據有效，可以讀取數據了
  • Master發現[ACK_I]，準備鎖存[DAT_I]和[TGD_I()]

在時鐘上升沿2：

  • Master鎖存[DAT_I]和[TGD_I()]
  • Master拉低[STB_O]插入等待周期(-WSS-)

在時鐘上升沿3：

  • Master在[ADR_O()]和[TGA_O()]發出有效的地址
  • Master拉低[WE_O]，表明是一個讀周期
  • Master發出有效數據選擇信號[SEL_O()]表明哪些數據是有效的
  • Master發出[STB_O]表明操作的開始

在時鐘上升沿4：

  • Slave檢測到主設備發起的操作，發出[ACK_I]
  • Slave在[DAT_O]和[TGD_O()]發出有效的數據

在時鐘上升沿5：

  • Master鎖存[DAT_I]和[TGD_I()]
  • Master拉低[STB_O]和[CYC_O]，結束總線周期

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