【ARM AMBA ATB 入门 1 - ATB 总线简介】

news2025/2/11 8:47:49

文章目录

- 背景
- 1.1 ATB BUS
- - 1.2.1 全局信号
  - 1.2.2 数据信号
  - 1.2.3 流控信号
  - 1.2.4 Trace ID
  - 1.2.5 Buffer Flusing

背景

在 AMBA3 中，增加了 Advanced Trace Bus (ATB) 总线作为片上调试的总线接口，为 Debug 和 Trace 提供一种解决方案。第3代总线是2003年发布的AMBA3标准。在第三代总线中，增加AHB-Lite精简协议，升级了APB总线外，为了满足更高的互联性能需求，增加了Advanced eXtensible Interface (AXI)，这是一个重要的标志，至此开启了高性能系统设计的通道，在AXI总线的加持下，系统性能得到了质的提升。

1.1 ATB BUS

ATB Bus 用来在 Coresight 组件之间传递 Trace 信息用，主要包括两部分：

Master：在ATB总线上产生 Trace 信息的接口；
Slave：在ATB总线上接收 Trace 信息的接口。

ATB 总线以 AT 作为信号的前缀

如下图 1-1：HTM 和 xTM 是产生 trace 信息的 Master，通过 ATB 总线，发送给 Funnel，Funnel 将收到的两路 ATB 数据合并成一路 ATB 数据发送给 Replicator，Replicator 再将接收的一路 ATB 数据，重复以两路 ATB 数据分别发送给 ETB 和 TPIU，TPIU 通过 Trace port 发送到外部。
在这里插入图片描述

图 1-1 ATB relationships

专用名词解释如下：

ETB(embedded trace buffer): 片内存储 trace 数据的SRAM;
xTM(trace macrocells): 从连接的处理器中追踪数据，产生 trace 信息输出, 包括两个：
- ETM(embedded trace macrocell): 可以产生指令trace信息，也可以产生数据trace信息;
- PTM(program flow macrocell): 产生指令 trace 信息；
HTM(advanced high-performance bus trace macrocell)：连接到AHB互联总线上，产生总线的trace信息；
TPIU( trace port interface unit)：接收ATB trace数据，传输到trace port上，将trace信息输出到片外；
Trace Replicator: 将一个ATB数据发送给独立的两个ATB slave；
Trace Funnel：将多个trace源信息，合并成一个trace数据输出。

1.2.1 全局信号

时钟和复位信号：复位信号低电平有效。数据在时钟的上升沿采样。
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1.2.2 数据信号

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1.2.3 流控信号

在这里插入图片描述
master 和 slave 之间的通信，通过 ATVALID 和 ATREADY 作为握手信号。

Master 将 ATVALID 拉高，表示 master 传输的数据有效;
Slave 将 ATREADY信号拉高，表示 slave 准备好接收 master 的数据。

如果 master 发送数据，发现 slave 的 ATREADY 没有拉高，那么就要将数据重新发送一遍。

时序图如下：
在这里插入图片描述

T1: master 发送数据A，ATVALID拉高。但是master检测到ATREADY没有拉高;
T2: master 检测到上一次数据传输，ATREADY没有拉高，因此需要将数据A重新发送, 此时ATREADY为1，表示此时数据发送成功。因此下一次可以发送新的数据;
T3: master 发送数据B，ATREADY为1，表示此时数据发送成功,下一拍可以发送新的数据;
T4: master将 ATVALID 拉低，表示没有数据发送;

如果 slave 在 master 发送数据的时刻，不能及时接收 master 发送的数据（ATREADY 不能在 master 发送数据时刻拉高），那么在 slave 端，建议实现 internal buffer(etf/etb)，接收 master 发送的数据。然后再处理。这样的话，当 buffer 没有满的话，ATREADY 信号就可以一直为高，master 就不用一直重新发数据。

对于 ATBYTES[m:0] 和 ATDATA[n:0]: