FPGA 使用AHB读ARAM

FPGA（Field-Programmable Gate Array）是一种可编程逻辑器件，允许用户通过硬件描述语言设计定制化的数字电路。ARAM（专用RAM）通常用于存储配置数据或程序，这些数据需要快速访问。在使用FPGA时，如果想要通过Advanced High-speed Bus (AHB)总线从外部RAM（ARAM）读取数据，首先你需要设置一个AHB接口模块作为数据通信控制器，这个模块负责地址解码、仲裁以及与RAM的时序协调。以下是基本步骤： 1. **接口配置**：在FPGA的设计中，创建一个AHB slave端口，它会监听来自CPU或其他主设备的命令信号，如读取请求（Read Command）。 2. **地址映射**：确定ARAM在系统中的物理地址，并将其转换为FPGA内部的逻辑地址。这一步由地址生成逻辑完成。 3. **数据传输**：当接收到读取命令后，AHB接口模块会从RAM读取指定的数据，并按照AHB协议打包成一帧数据包。 4. **数据缓冲**：由于可能存在数据传输延迟，可能会有一个缓存区来暂存数据，直到数据准备就绪可以发送到外设或处理器。 5. **数据传递**：一旦数据准备好，AHB接口将数据解包并传递给上层应用逻辑处理。

FPGA实现AHB接口协议

### FPGA 中实现 AHB 接口协议的方法 #### 设计概述为了在FPGA中实现AHB接口协议，设计者需遵循AMBA总线标准并考虑具体应用场景下的需求。这涉及到构建能够作为主设备或从设备工作的模块，这些模块通过AHB总线与其他组件通信。 #### 主要组成部分 - **仲裁器(Arbiter)**：负责管理多个主设备访问共享资源时的竞争状况，在多于一个主设备请求使用权的情况下决定哪个可以继续传输[^3]。 - **地址解码(Address Decoder)**：用于识别目标外设，并将命令路由到正确的从属单元上；它还参与确定当前事务的目标是从还是主模式下工作。 - **握手机制(Handshake Mechanism)**：确保数据有效传递至接收方前双方达成一致状态。此过程依赖HREADY、HRDATA等信号完成确认流程[^5]。 #### 关键特性支持 - 支持突发(Burst)传输以提高效率； - 提供锁定(Locked)功能保障特定序列内的独占访问权； - 能够处理分割(Split)事务允许其他更高优先级的任务介入执行。 #### 示例代码片段展示简单 AHBSlave 模块结构以下是简化版的Verilog HDL描述了一个基础型别的AHB Slave实体： ```verilog module ahb_slave ( input wire HCLK, input wire HRESETn, // Master interface signals (to/from the bus matrix) input wire [31:0] HADDR, // Address phase address input wire [2:0 ] HBURST, // Burst type input wire [2:0 ] HSIZE, // Transfer size input wire [1:0 ] HTRANS, // Transfer type output reg [31:0] HRDATA, // Read data from slave to master input wire [31:0] HWRITE_DATA, // Write data from master to slave input wire HWRITE, // Write strobe input wire HSEL, // Slave select signal ... ); // Internal registers and logic here... endmodule : ahb_slave ``` 上述代码展示了最基本的AHB从设备框架，实际项目可能还需要加入更多特性的实现，比如更复杂的错误检测逻辑或是性能优化措施。

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根据引用\[1\]和引用\[2\]的内容，FPGA AHB读写控制的实现需要考虑延迟一拍的问题。在SRAM写入数据时，需要延迟一拍才能真正写入，而AHB发出的读取信号是在地址周期，不需要延迟一拍。如果读取信号不延迟一拍，会导致在写入后紧跟一个读取时无法正常读取。因此，需要在SRAM检测到写后面紧跟了一个读时，将hreadyout信号拉低，告诉总线正在写入数据，无法读取，让总线等待下个周期再读取。根据引用\[3\]的代码，FPGA AHB读写控制的模块sram_top中，通过ahb_slave_if模块连接到SRAM核心模块sram_core。在sram_core模块中，根据en信号控制读写操作，根据sram_addr信号控制SRAM的地址，根据wdata信号控制写入的数据，根据rdata信号获取读取的数据。因此，FPGA AHB读写控制的实现需要在读写信号和地址信号上做出改动，同时需要将hreadyout信号拉低来告知总线正在写入数据，无法读取。具体的实现过程可以在后续的文章中进行讲解。 #### 引用[.reference_title] - *1* *2* *3* [基于AHB协议的SRAMC设计](https://blog.csdn.net/weixin_46556033/article/details/130474378)[target="_blank" data-report-click={"spm":"1018.2226.3001.9630","extra":{"utm_source":"vip_chatgpt_common_search_pc_result","utm_medium":"distribute.pc_search_result.none-task-cask-2~all~insert_cask~default-1-null.142^v91^insertT0,239^v3^insert_chatgpt"}} ] [.reference_item] [ .reference_list ]

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