例说FPGA连载53：NAND Flash实例之Avalon-MM总线

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话说Avalon-MM总线就好像一条康庄大道，而各个主机或是从机都是通过一条专用通道连接到这条主干线上。主机有访问各个从机的主动权，一个系统中的主机可以不止一个，CPU可以是主机，DMA也可以是。当CPU通过康庄大道访问从机A的时候，DMA也可以通过这条康庄大道访问从机A以外的其他从机，二者互不冲突。但是，如果CPU访问从机A，DMA也试图访问从机A，那么我们就发现最终通往从机A的那条“专用通道”就要抗议了，一山难容二虎啊。此时我们就必须考虑加入一些仲裁逻辑，可以让某个主机优先访问，也可以遵循“先来后到”的准则。

        回到概念上来，Avalon-MM总线所针对的是主从连接、可以用地址进行访问的通信。对于很多嵌入式的软件工程师，他们潜意识里已经把这些复杂外设的驱动控制理解为对datasheet里那些大大小小的寄存器所对应的地址进行读读写写了。问题也的确这么简单，而Avalon-MM接口就是顺着大家的这种惯常思维（毕竟这已成为了一种标准了）应运而生。其实简单的Avalon-MM接口时序和前面介绍的INTEL接口或是MOTOROLA接口很是有几分相似。所以，大家也不用太恐惧，面对Avalon-MM我们有信心，不仅是弄懂它，更是要玩转它。

        因为在实例就是要来做一个与NIOS II连接的Avalon-MM从机组件，所以我们会在实践中更深入的接触Avalon-MM这位漂亮的美眉（MM）。这里为了让大家对Avalon-MM总线的通信方式有一些直观的认识，就列举一个最简单的Avalon-MM主从工作机制进行讨论，也就是之前的例程我们使用GPIO配置为Output外设时的写操作。

        就拿第工程实例3的PIO_LED外设来看，我们可以先回顾一下当初定义这个外设的功能。无非就是一个1位输出的GPIO外设，当我们软件编程时往其对应地址写入数据值就可以控制LED引脚的输出电平状态。其硬件连接关系大体如图6.8所示。

图6.8 简单的NIOS II处理器与外设互联接口

那么我们可能还会更关心这个硬件连接的具体实现细节，也就是Avalon-MM总结的控制时序。如图6.9所示，打开工程管理窗口中的pio_led模块代码，这个代码是根据我们在Qsys中配置的PIO_LED外设自动生成的。

图6.9 工程代码层次结构

        PIO_LED的从机接口逻辑代码如下。

module vip_qsys_pio_led (

                          // inputs:

                           address,

                           chipselect,

                           clk,

                           reset_n,

                           write_n,

                           writedata,

                          // outputs:

                           out_port,

                           readdata

                        );

  output           out_port;

  output  [ 31: 0] readdata;

  input   [  1: 0] address;

  input            chipselect;