AMBA AHB协议的burst termination简析

前言

在AMBA AHB协议中，AHB master可以用burst传输连续取多笔数据。AHB定义了4、8和16拍的burst传输、未定义长度的burst传输和单次传输。Burst传输中支持incrementing和wrapping。

• Incrementing burst用于访问顺序的memory地址，burst中每个拍的地址都是前一拍地址的增量，增量大小取决于HSIZE。
• Wrapping burst在跨越地址边界时会卷绕回去。地址边界值是由burst中的拍数和每拍传输大小的乘积得来的。Burst传输的拍数是受HBURST控制，每拍传输大小是受HSIZE控制。举个例子：如果1笔burst传输的HBURST为INCR4(传输4拍)，HSIZE为3’b010(传输大小为Word)，那么它的地址边界值为16Byte(4*4=16)。因此，假如这笔burst传输的起始地址是0x14，那么它4拍的地址将是：0x14, 0x18, 0x1c, 0x10。

那么burst传输允许没发完全部的beat就终止(termination)吗？答案是满足一定的条件就可以提前终止，不过AXI是无法提前终止的。

Burst termination场景1

对于未定义长度(undefined length)的burst传输(HBURST为INCR)，AHB master如果需要更多时间才能送出INCR Burst的下一拍数据传输，那么它会先插入BUSY拍，表示master处于忙状态。但如果AHB master最终发现自己不需要下一拍数据了，那么它可以直接结束当前的INCR burst传输，回到IDLE或者发起另一个burst传输了。要回到IDLE的话，下一拍的HTRANS将是IDLE，要发起另一个burst传输的话，下一拍的HTRANS将是NONSEQUENTIAL。

未定义长度burst传输从INCR回到IDLE的时序图示例为：

未定义长度burst传输从INCR回到NONSEQUENTIAL的时序图示例为：

另外需要注意的是，AHB协议不允许其它有固定长度的burst传输以BUSY拍结束的，它们必须以SEQ拍结束。固定长度的burst传输有：INCR4, INCR8, INCR16, WRAP4, WRAP8, WRAP16。

对于单次传输(HBURST为SINGLE)，它的下一拍只能是IDLE或者NONSEQUENTIAL，也就是不可能是BUSY。

总结这个场景，AHB中想要从BUSY拍直接结束的传输只可能是未定义长度的burst传输，不可能是其它传输的。

Burst termination场景2

在Burst传输过程中，如果AHB slave返回错误的响应，那么Burst传输也是可以终止的。

如果AHB slave返回ERROR响应，那么AHB master是可以取消burst传输中还未发出的拍，不过这也不是一个严格要求，AHB master仍然可以继续把剩下的拍都发送完。举个例子：在WRAP8的burst传输中，如果AHB master在收到slave的ERROR响应时，才完成了2拍，那么协议允许剩下的6拍不必发给AHB slave了。这样对AHB的性能提升和节省功耗还是有些帮助的，因为前面出现EROOR响应，AHB master通常要先去处理下，那么之后未发送的拍是可以省掉的。

Burst termination场景3

在多层互联总线和多AHB master情况下，也可能存在burst提前终止。

尽管AHB master不允许无缘无故提前终止burst传输，但是AHB slave必须设计成允许burst提前终止。当多层互联总线用于多个AHB master系统的场景中，当前互联总线正在burst访问1个slave，如果其它master来了个新请求，互联总线中的仲裁逻辑会决定新请求是否优先于当前的burts访问。如果不是，那么就等当前burst传输完之后，排序传输新来的请求。如果是，那么它可以提前终止当前的burst传输，以便给优先级更高的请求腾出总线去访问AHB slave。因此AHB slave必须终止原来burst传输，然后去处理新AHB master发出的请求。