05. AHB Interface

AHB(Advanced High-performance Bus)는 ARM의 AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture) 표준 중 하나로, 고성능 장치 간의 데이터 전송을 위해 설계된 버스입니다. AHB는 고속, 고효율 데이터 전송을 지원하며 특히 메모리와 고속 주변 장치 간 통신에 자주 사용됩니다. AHB 버스는 마스터, 슬레이브, 그리고 여러 제어 신호들로 구성된 포트를 가지고 있습니다. 아래는 AHB 포트에 대한 주요 설명입니다.

1. 마스터 포트 (Master Port)

• HADDR: 마스터가 슬레이브로 주소를 보내는 포트입니다.
• HWRITE: 읽기/쓰기 신호를 보내며, 1이면 쓰기(write), 0이면 읽기(read)를 의미합니다.
• HSIZE: 전송할 데이터의 크기를 나타내며, 8비트, 16비트, 32비트 등으로 설정됩니다.
• HBURST: 버스트 전송 유형을 나타내며, Single, Increment, Wrap 등의 모드가 있습니다.
• HPROT: 보호 신호로, 데이터를 보호하는 데 사용됩니다. 예를 들어, 캐시 가능성, 버퍼링 가능성 등을 나타냅니다.
• HTRANS: 전송의 상태를 나타내는 신호로, IDLE, BUSY, NONSEQ, SEQ 등의 상태로 분류됩니다.
• HWDATA: 마스터가 슬레이브로 쓰기 작업을 할 때 사용하는 데이터 포트입니다.

2. 슬레이브 포트 (Slave Port)

• HRDATA: 슬레이브가 마스터에게 데이터를 반환하는 포트입니다.
• HREADY: 슬레이브가 전송 작업이 완료되었음을 알리는 신호입니다. HREADY가 LOW일 경우, 마스터는 대기해야 합니다.
• HRESP: 전송에 대한 응답 신호로, OKAY, ERROR 등으로 표시되며, 성공적인 전송 여부를 나타냅니다.

3. 공통 신호

• HCLK: 시스템의 클럭 신호로, 모든 AHB 구성 요소는 이 신호를 통해 동기화됩니다.
• HRESETn: 시스템 리셋 신호로, LOW일 때 시스템 전체가 리셋됩니다.

4. 버스트 전송

AHB는 버스트 전송을 지원하는데, 이 버스트는 여러 개의 연속된 데이터 전송을 처리하는 기능입니다. 이를 통해 데이터를 더 빠르게 전송할 수 있으며, 효율성을 높이는 데 기여합니다.

AHB의 주요 특징

• 단일 클럭 에지 동작: AHB는 모든 전송이 단일 클럭 에지에서 이루어져, 설계가 간단하고 속도가 빠릅니다.
• 파이프라인 지원: AHB는 파이프라인 방식으로 작동해, 주소와 데이터가 동시에 전송될 수 있어 성능을 최적화합니다.
• 멀티마스터 지원: AHB는 여러 마스터 장치가 버스를 공유할 수 있도록 지원합니다. 이 경우, 아비터(arbiter)가 각 마스터에 대한 우선순위를 정해 버스를 할당합니다.

이 포트들은 고성능이 요구되는 SoC 설계에서 매우 중요한 역할을 하며, 특히 고속 메모리 액세스, DMA, 고속 주변 장치와 CPU 간 데이터 전송에 많이 사용됩니다.