AMBA APB BUS - 01. IDLE / SETUP / ACCESS

AMBA APB(Advanced Peripheral Bus)는 ARM에서 설계된 버스 프로토콜이다. 주로 저속 주변 장치와의 간단한 데이터 통신을 위해 사용된다.

IHI0024D_amba_apb_protocol_spec.pdf

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APB는 고성능보다는 단순성과 효율성을 목표로 한다. SoC(System-on-Chip) 내에서 주변 장치(Peripheral Devices)와의 인터페이스에 적합하며, 마스터와 슬레이브 간 상호작용을 기반으로 작동한다.

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1. APB의 기본 구조

 

 

• 마스터 (Master)
  데이터 전송을 제어하는 역할이다. 일반적으로 프로세서(CPU)나 간단한 컨트롤러가 마스터 역할을 수행한다. 

• 슬레이브 (Slave)
  마스터의 요청에 응답하여 데이터를 제공하거나 수용하는 역할을 한다. 타이머, UART, GPIO 컨트롤러, I2C 모듈 등이 있다.

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2. APB의 데이터 전송 메커니즘

APB는 단일 버스를 통해 주소, 데이터, 제어 신호를 처리한다. 데이터 전송은 SETUP과 ACCESS라는 두 단계로 나뉘며, PREADY 신호를 기반으로 한 간단한 핸드셰이크 메커니즘을 사용한다.

• 주요 신호
  
  • PSEL (Peripheral Select): 마스터가 특정 슬레이브를 선택했음을 나타낸다. 각 슬레이브마다 고유한 PSEL 신호가 할당된다 (1: 선택됨, 0: 선택 안됨).
  • PENABLE: 데이터 전송의 ACCESS 단계를 활성화한다 (1: 활성화, 0: 비활성화). SETUP 단계에서는 PENABLE = 0이다. ACCESS 단계에서는 PENABLE = 1이다.
  • PADDR (Address): 마스터가 읽기/쓰기 작업을 수행할 슬레이브 내의 특정 레지스터 주소를 지정한다.
  • PWRITE: 읽기/쓰기 여부를 제어한다 (1: 쓰기, 0: 읽기).
  • PWDATA (Write Data): 마스터가 슬레이브로 전송하는 쓰기 데이터이다.
  • PRDATA (Read Data): 슬레이브가 마스터로 반환하는 읽기 데이터이다.
  • PREADY: 슬레이브가 데이터 처리를 완료했음을 마스터에 알린다. 준비되었음을 나타낸다 (1: 준비됨, 0: 준비 안됨).
• APB 전송 상태
  
  • IDLE: 기본 상태이다. 전송이 진행되지 않는다 (PSEL = 0, PENABLE = 0).
  • SETUP: 마스터가 슬레이브를 선택한다. 주소 및 제어 신호를 설정하는 단계이다 (PSEL = 1, PENABLE = 0).
  • ACCESS: 실제 데이터 전송이 이루어진다. PSEL = 1, PENABLE = 1이다. 슬레이브가 PREADY = 1일 때 전송이 완료된다.