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关于AHB2APB的设计请看：AHB2APB设计
关于AHB2APB的验证请看：AHB2APB验证

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该简单的同步桥的功能包括：

• 不支持PPROT、PSTRB；
• 不支持PSLVERR反馈ERROR信号，pslverr一直置为低；
• 不支持输出数据寄存；
• 支持输入数据寄存；

注：下面先进行代码的拆解，完整代码附于文末。

部分代码解释

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1. 数据寄存控制信号

数据是否需要寄存一拍的控制信号的产生，如下代码：

  //------数据寄存-------
  wire                   rdata_reg_param; // REGISTER_RDATA，寄存读数据
  wire                   wdata_reg_param; // REGISTER_WDATA ，寄存写数据
  assign rdata_reg_param = (REGISTER_RDATA)? 1'b1 : 1'b0;
  assign wdata_reg_param = (REGISTER_WDATA)? 1'b1 : 1'b0

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2. 数据采样寄存的控制信号

输入数据什么时候采样到寄存器中停留一拍，这需要添加一个控制信号，产生如下：

  // 采样输入数据到寄存器的控制信号
  reg                    sample_wdata_flag; 
  wire sample_wdata_start     = apb_select & HWRITE ;
  wire sample_wdata_continue  = sample_wdata_flag & PCLKEN;

  always @(posedge HCLK or negedge HRESETn) begin
    if (~HRESETn)
      sample_wdata_flag <= 1'b0;
    else if (sample_wdata_start | sample_wdata_continue)
      sample_wdata_flag <= sample_wdata_start;
  end

解释上面代码：

• 只有在 apb_select & HWRITE成立时，才会使sample_wdata_flag为高，进行HWDATA的采样寄存。
• 如果PCLKEN有效沿到来，并且此时sample_wdata_flag为高，那么 sample_wdata_flag仍然继续保持为高；

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3. APB的选通信号

产生APB的选通信号apb_select，如下代码：

• 当AHB master开启传输时，APB才选通；
• HTRANS[1]代表SEQ或NONSEQ状态，即有传输进行的状态；

//------产生APB的sel信号-------
  wire                   apb_sel;//状态机内部的信号
  assign apb_sel = HSEL & HREADY & HTRANS[1];

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4. ahb slave的地址处理

为了保证AHB 在地址映射时不出错，要对 ahb slave的地址（PADDR）做处理，确保1KB对齐。

//------产生APB的PADDR信号-------
  reg      [ADDRWIDTH-3:0] addr_reg;//HADDR
  assign PADDR  = {
    addr_reg, 2'b00};
 //-----锁存控制信号------
 always@(posedge HCLK or negedge HRESETn) begin
   if(! HRESETn) begin
     addr_reg  <= 0;
     write_reg <=0;
   end
   else if(apb_select) begin
     addr_reg  <= HADDR[ADDRWIDTH-1:2];//为了保证地址1KB对齐
     write_reg <= HWRITE;
   end
 end
 

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5. 状态机的描述

状态机的描述，采用三段式描述如下：

/*********************************
*--------==== 状态机 ====------
*********************************/
  reg state,next_state;
  
  //状态编码
  parameter  IDLE   = 2'b00;//空闲状态
  parameter  WAIT   = 2'b01;//等待输入数据寄存一拍
  parameter  SETUP  = 2'b10;//传输建立状态,开始传输
  parameter  ENABLE = 2'b11;//传输完成状态，判断是否有下一次传输继续
 
 always @(state or PREADY or PSLVERR or apb_select or rdata_reg_param or
           PCLKEN or wdata_reg_param or HWRITE) 
    begin
    case (state)
      IDLE : begin
          if (PCLKEN & apb_select & HWRITE)
             next_state = WAIT; // 如果是写操作，就寄存一拍
          else if (apb_select)
             next_state = SETUP; // 如果是读操作，就不寄存
          else
             next_state = IDLE; // 其他情况则保持IDLE
      end
     
      WAIT : begin
        if (PCLKEN)
           next_state = SETUP; // 寄存一拍后到达SETUP状态，准备开始传输
        else
           next_state = WAIT; // PCLKEN 没到之前，保持WAIT
      end
     
     SETUP : begin
        if (PCLKEN)
           next_state = ENABLE;   // 
        else
           next_state = SETUP;   // 
     end
     
     ENABLE : begin
        if (PREADY & PCLKEN & apb_sel) 
           next_state = SETUP;  //如果紧接着还有传输  
        else if(!apb_sel)
           next_state = IDLE;
        else //如果此时PREDY为低
           next_state = ENABLE; //PCLKEN没到之前，保持ENABLE状态
     end
   
    endcase
  end

  always @(posedge HCLK or negedge HRESETn) begin
   if (~HRESETn)
      state <= 2'b00;
   else
      state <= next_state;
  end
  
  always @(posedge HCLK or negedge HRESETn) begin
   if (~HRESETn)
      wdata_reg <= {
    32{
    1'b0}};
   else if (PCLKEN & sample_wdata_flag)
      wdata_reg <= HWDATA;
   else 
      wdata_reg <= wdata_reg;
  end

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6. HREADYOUT信号的产生

HREADYOUT信号的产生，如下：

//-------HREADYOUT信号的产生-------
  always @(state or PREADY or PCLKEN) begin
    case (state)
      IDLE   : HREADYOUT = 1'b1; 
      WAIT   : HREADYOUT = 1'b0; 
      SETUP  : HREADYOUT = 1'b0; 
      ENABLE : HREADYOUT = PREADY & PCLKEN;   
    endcase
  end

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7. 返回给AHB的信号

返回给AHB的信号，如下：

  //------返回给AHB的信号------- 
  assign HRDATA = PRDATA;
  assign HRESP  = 1'b0;

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8. APB信号的生成

传递给APB的信号，如下：

  //------产生APB的信号-------
  wire                   apb_sel;//状态机内部的信号
  reg    [ADDRWIDTH-3:0] addr_reg;//HADDR
  reg                    write_reg;//HWRITE
  
  assign apb_sel = HSEL & HREADY & HTRANS[1];
  assign PADDR   = {
    addr_reg, 2'b00}; 
  assign PWRITE  = write_reg; 
  assign PWDATA  = wdata_reg;
  assign PSEL    = (state == SETUP) | (state == ENABLE);
  assign PENABLE = (state == ENABLE);
  assign PSLVERR = 1'b0;
  assign APBACTIVE = (HSEL & HTRANS[1]) | (state != 2'b00);

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完整代码