1.1 概述
高级外围总线（APB）是AMBA的一部分。 它定义了一种低成本接口，该接口经过优化以最小化功耗并降低接口复杂性。
APB协议不是流水线，请使用它连接到不需要高性能AXI协议的低带宽外围设备。
APB协议将信号转换与时钟的上升沿相关联，以简化APB外设到任何设计流程中的集成。 每次传输至少需要两个周期。
APB: mainly used for access to registers and peripherals
1.2 APB修订版
1998年发布的APB规范修订版已过时，并由以下三个修订版取代：
•AMBA 2 APB规范
•AMBA 3 APB协议规范v1.0
•AMBA APB协议规范v2.0。
1.2.1 AMBA 2 APB规范
AMBA 2 APB规范在AMBA规范修订版2（ARM IHI 0011A）中进行了详细说明。
该规范定义了接口信号，基本的读取和写入传输以及APB bridge和APB slave的两个APB组件。
规范的该版本称为APB2。
1.2.2 AMBA 3 APB协议规范v1.0
AMBA 3 APB协议规范v1.0定义了以下附加功能：
•等待状态-wait state。
•错误报告 -error report。
以下接口信号支持此功能：
PREADY就绪信号，指示APB传输已完成。
PSLVERR错误信号，指示传输失败。
规范的该版本称为APB3。
1.2.3 AMBA APB协议规范v2.0
AMBA APB协议规范v2.0定义了以下附加功能：
•transaction proprotection。
•sparse data transfer。
以下接口信号支持此功能：
PPROT一种保护信号，用于支持APB上的非安全交易和安全交易。
PSTRB一个写选通信号，用于在写数据总线上进行sparse data transfer。
规范的该版本称为APB4。
2.1信号描述
2.1.1数据总线
注意：APB协议有两条独立的数据总线，一条用于读取数据，另一条用于写入数据。 总线的最大宽度为32位。 由于总线没有自己的握手信号，因此不可能同时在两个总线上进行数据传输。
3.基本传输
3.1 写传输
3.1.1无等待写传输
如上图3.1所示，
在T1处，写传输从地址PADDR，写数据PWDATA，写信号PWRITE和选择信号PSEL开始，并记录在PCLK的上升沿。 这称为写传输的设置阶段。
在T2，在PCLK的上升沿记录使能信号PENABLE和就绪信号PREADY。
置位后，PENABLE指示传输访问阶段的开始。
置位后，PREADY表示从机可以在PCLK的下一个上升沿完成传输。
地址PADDR，写数据PWDATA和控制信号都保持有效，直到在访问阶段结束的T3传输完成为止。
在传输结束时，使能信号PENABLE被置为无效。 选择信号PSEL也被置为无效，除非在紧接着该传输之后是另一传输到同一外设。
3.1.2有等待写传输
图3-2显示了从机如何使用PREADY信号扩展传输。
在access阶段，当PENABLE为高电平时，从机通过驱动PREADY为低电平来扩展传输。 当PREADY保持为低电平时，以下信号保持不变：
•地址，PADDR
•写信号，PWRITE
•选择信号，PSEL
•使能信号，PENABLE
•写数据，PWDATA
•写选通脉冲，PSTRB
•保护类型，PPROT。
当PENABLE为低电平时，PREADY可以取任何值。 这样可确保具有固定两个周期访问权限的外围设备可以设置PREADY 为高。
建议：建议在传输后不要立即更改地址和写入信号，但要保持稳定，直到发生另一次访问为止。 这减少了功耗。
3.2写选通-write strobes
写选通信号PSTRB允许在写数据总线上进行选通数据传输。 每个写选通信号对应于写数据总线的一个字节。 当置为高电平时，写选通信号指示写数据总线的相应字节通道包含有效信息。
写数据总线的每八位有一个写选通脉冲，因此PSTRB [n]对应于PWDATA [（8n + 7）:( 8n）]。 图3-3显示了32位数据总线上的这种关系。
注意：对于读传输，总线主机必须将PSTRB的所有位驱动为低电平。
3.3 读传输
3.3.1无等待读传输
图3-4显示了读取传输。 地址，写入，选择和使能信号的时序如图3.1的写入传输中所述。 从机必须在读取传输结束之前提供数据。
3.3.2 有等待读传输
图3-5显示了PREADY信号如何扩展传输。 如果在access阶段将PREADY驱动为LOW，则传输将延长。
该协议确保以下内容在其他周期中保持不变：
•地址，PADDR
•写信号，PWRITE
•选择信号，PSEL
•使能信号，PENABLE
•保护类型，PPROT。
图3-5显示了使用PREADY信号添加了两个周期。 但是，可以添加任意数量的附加循环等待。
3.4错误响应-error response
可以使用PSLVERR来指示APB传输上的错误情况。 读取和写入事务都可能发生错误情况。
当PSEL，PENABLE和PREADY均为高电平时，仅在APB传输的最后一个周期内才认为PSLVERR有效。
建议（但不是强制性）在不采样时将PSLVERR驱动为低电平。 也就是说，当PSEL，PENABLE或PREADY中的任何一个为低电平时。
接收到错误的事务可能会或可能不会更改外围设备的状态。这是特定于外围设备的，可以接受。 当写事务接收到错误时，这并不意味着外围设备内的寄存器尚未更新。 收到错误的读取事务可能返回无效数据。 对于读取错误，不需要外设将数据总线驱动为全0。
不需要APB外设支持PSLVERR引脚。 对于现有和新的APB外设设计都是如此。 如果外设不包含此引脚，则APB桥接器的适当输入连接为LOW。
3.4.1有错误的写传输
3.4.2有错误的读传输
3.4.3 PSLVERR信号的映射
桥接时：
从AXI到APB APB错误被映射回RRESP / BRESP = SLVERR。 这是通过将PSLVERR映射到AXI信号RRESP [1]（用于读取）和BRESP [1]（用于写入）来实现的。
对于读写，从AHB到APB，PSLVERR映射回HRESP = ERROR。 这是通过将PSLVERR映射到AHB信号HRESP [0]来实现的。
3.5保护单元支持
为了支持复杂的系统设计，互连系统和系统中的其他设备通常都必须提供防止非法交易的保护。 对于APB接口，此保护由PPROT [2：0]信号提供。
访问保护的三个级别是：
1.普通或特权，PPROT [0]=0表示普通访问 =1 表示特权访问。
一些主控使用它来指示其处理模式。 特权处理模式通常在系统内具有更高级别的访问权限。
2.安全或不安全，PPROT [1]=0表示安全访问 =1表示不安全访问。
这用于需要更大程度区分处理模式的系统中。
注意：配置此位后，当它为高电平时，该事务被视为不安全；而当它为低电平时，该事务被视为安全。
3.数据或指令，PPROT [2]=0表示数据访问 =1表示指令访问。
该位指示事务是数据访问还是指令访问。
注意：此指示仅作为提示，并非在所有情况下都是准确的。 例如，交易包含指令和数据项的混合。 建议默认情况下，除非明确将其称为指令访问，否则将访问标记为数据访问。
PPROT的主要用途是作为安全或非安全交易的标识符。 可以使用对PPROT [0]和PPROT [2]标识符的不同解释。
4.运行状态
4.1状态图
状态机通过以下状态进行操作：
1.IDLE------
这是APB的默认状态。
2.SETUP ---------
当需要传输时，总线进入设置状态，在此状态下，相应的选择信号PSELx被置位。 总线仅在一个时钟周期内保持SETUP状态，并始终在时钟的下一个上升沿移至ACCESS状态。
3. ACCESS----------
使能信号PENABLE处于ACCESS状态。 从SETUP到ACCESS状态的转换期间，地址，写入，选择和写入数据信号必须保持稳定。
从ACCESS状态的退出由来自从机的PREADY信号控制：
•如果从机将PREADY保持为LOW，则外围总线保持在ACCESS状态。
•如果从机将PREADY驱动为HIGH，则退出ACCESS状态，并且如果不需要更多传输，总线将返回IDLE状态。
或者，如果随后进行另一次传输，则总线直接移动到SETUP状态。