5.19: Работа системной шины AMBA с MMIO
=======================================

Введение
--------

Когда драйвер в Linux вызывает `writel()` или `readl()` для доступа к GPIO или другим регистрам SoC,
эти вызовы преобразуются в **низкоуровневые транзакции по системной шине**.  
На Raspberry Pi 3 в SoC Broadcom BCM2837 используется шина семейства **AMBA** (Advanced Microcontroller Bus Architecture).

Шина AMBA (например, AHB или APB) имеет чёткое разделение на две фазы:

- **Address phase** — передача адреса и управляющих сигналов
- **Data phase** — передача или приём данных

Это позволяет упростить архитектуру устройств и повысить пропускную способность.

Фазы передачи на AHB/APB
------------------------

.. list-table::
   :widths: 20 80
   :header-rows: 1

   * - Фаза
     - Действие
   * - Address Phase
     - Мастер (CPU) выставляет адрес, направление (чтение/запись), размер и другие управляющие сигналы.
   * - Data Phase
     - При `write` — мастер выставляет данные. При `read` — slave возвращает данные.

Типичный цикл
-------------

Пример записи:

.. code-block:: c

    writel(1 << 21, gpio_base + 0x1C);  // Установить GPIO21

.. code-block:: text

  Такты:     T1         T2
            ────────────────
  HADDR:     0x3F20001C     -
  HWRITE:    1              -
  HWDATA:    -           0x00200000 (бит 21)

Аналогично работает и чтение (`readl()`), только в фазе данных работает `HRDATA` (шина чтения).

Зачем это нужно
---------------

- Позволяет **разделить адрес и данные**, упрощая схемы устройств.
- Устройство может **подготовиться к приёму/отправке данных**.
- Можно **параллелить** несколько транзакций — в следующем такте подать адрес следующего доступа.

GPIO Controller и MMIO
----------------------

При доступе к GPIO контроллеру, например:

.. code-block:: c

    gpio_base = ioremap(0x3F200000, 0xB4);
    writel(1 << 21, gpio_base + GPSET0);

Выполняется следующая последовательность:

1. CPU выставляет адрес `0x3F20001C` (регистр GPSET0) и сигнал записи
2. Во второй фазе передаются данные `0x00200000` (бит 21)
3. GPIO-контроллер принимает команду и выставляет HIGH на пине GPIO21

Таблица сигнальных линий AMBA AHB (базовая)
--------------------------------------------

.. list-table::
   :widths: 30 70
   :header-rows: 1

   * - Сигнал
     - Назначение
   * - `HADDR`
     - Адрес в MMIO-пространстве (32/64 бит)
   * - `HWDATA`
     - Данные на запись
   * - `HRDATA`
     - Данные на чтение
   * - `HWRITE`
     - Направление: 1 — запись, 0 — чтение
   * - `HTRANS`
     - Тип трансфера (IDLE, NONSEQ, SEQ)
   * - `HREADY`
     - Готовность к завершению текущей фазы
   * - `HSEL`
     - Выбор slave-устройства

Вывод
-----

- Каждая транзакция по AMBA состоит из **адресной и дата-фазы**
- При работе с MMIO (например, GPIO), эти две фазы проходят на каждом `readl()` / `writel()`
- Это позволяет Linux-драйверам обращаться к железу как к обычной памяти, через стандартные вызовы

Следующая тема: проектируем собственный RGB-драйвер, работающий через MMIO.