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AMBA(片上总线协议)

A由ARM公司研发推出的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)片上总线协议。

简介

ARM研发的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)提供一种特殊的机制,可将RISC处理器集成在其它IP芯核和外设中,2.0版AMBA标准定义了愉殃道浆三组总线:AHB(AMBA高性能总线)、元院举ASB(AMBA系统总线)、和APB(AMBA外设总线)。

AHB(the Advanced High-performance Bus)

应用于高性能、高时钟频率的系统模块,它构成了高性能的系统骨干总线( back-bone bus )。它主要支持的特性是:

* 数据突发传输( burst transfer )

*数据分割传输( split transaction )

* 流水线方式

* 一个周期内完成总线主设备( master )对总线控制权的交接

* 单时钟沿操作

* 内部无三态实现

* 更宽的数据总线宽度(最低32位,最高可达1024位,但推荐不要超过256位)

ASB(the Advanced System Bus

是第一代AMBA系统总线,同AHB相比,它数据宽度要小一些,它支持的典型数据宽度为8位、16位、32位。它的主要特征如下:

* 流水线方式

* 数据突发传送

* 多总线主设备

* 内部有三态实现

APB(the Advanced Peripheral Bus)

是本地二级总线(local secondary bus ),通过桥和AHB/ASB相连。它主要是为了满足不需要高性能流水线接口或不需要高带宽接口的耻润主设备的互连。APB的总线信号经改进后全和时钟上升沿相关,这种

改进的主要优点如下:

* 更易达到高频率的操作

* 性能和时钟的占空比无关

* STA 单时钟沿简化了

* 无需对自动插入测试链作特别考虑

* 更易与基于周期的仿真炒民器集成

APB 只有一个APB桥,它将来自AHB/ASB的信号转换为合适的形式以满足挂在APB上的设备的要求。桥要

负责锁存地址、数据以及控制信号,同时要进行二次译码以选择相应的APB设备

AMBA开放规范

AMBA 协议是用于连接和管理片上系统 (SoC) 中功能模块的开放标准和片上互连规范。它有助于首次开发带有大量控多和剃民制器和外设的多处理器设计。AMBA 通过使用 AXI、AHB、APB 和 ATB 的规范对 SoC 模块的共同主干进行定义,这有助于设计的重复使用。

AMBA 4 是最新增添到 AMBA 系列中的规范,增加了三个新接口协议:AXI4 有助于最翻店背大化性能和能效;AXI4-Lite 和 AXI4-Stream 是 FPGA 中实现的理想选择。

AMBA 4 规范在 AMBA 3 规范的基础上另外新增了三个接口协议。

AXI4

AXI4 协议是对 AXI3 的更新,在用于多个主接口时,可提高互连的性能和利用率。它包括以下增强功能:

对于突发长度,最多支持 256 位

发送服务质量信号

支持多区域接口

AXI4-Lite

AXI4-Lite 是 AXI4 协兵求颈议的子协议,适用于与组件中更简单且更小的控件寄存器式的接口通信。AXI4-Lite 接口的主要功能如下:

所有事务的突发长度均为 1

所有数据存取的大小均与数据总线的宽度相同

不支持独占访问

AXI4-Stream

AXI4-Stream 协议可用于从主接口到辅助接口的单向数据传输,可显著降低信号路由速率。该协议的主要功能如下:

使用同一组共享线支持单数据流和多数据流

在同一互连内支持多个数据宽度

FPGA 中实现的理想选择

AMBA 3 规范定义了一组接口协议(共四个),这些协议针对要求高数据吞吐量、低带宽通信,要求低门数、低功耗以及执行片上测试和调试访问的数据集中处理的组件,提出了片上数据通信要求。这些接口包括:

AMBA 3 AXI 接口

AMBA 3 AXI 接口规范提供了支持高效数据通信吞吐量的特性。利用相对计时灵活的五个单向通道和可乱序执行数据的多个未决事务,可以:

进行管道化互连,实现高速运行

进行频率之间的有效桥接,以便管理功耗

同时执行读写事务

有效支持初始延迟较高的外设

AMBA 3 AHB 接口

利用 AMBA 3 AHB 接口规范,可在对 AMBA 3 AXI 性能没有要求的情况下,在单频率子系统中实现简单外设之间的高效互连。其固定的管道化结构和单向通道使其可与针对 AMBA 2 AHB-Lite 规范开发的外设兼容。

AMBA 3 APB 接口

AMBA 3 APB 接口规范支持访问外设中的配置寄存器和通过低带宽外设的数据通信所需的低带宽事务。这一高度紧凑的低功耗接口可通过高性能 AMBA 3 AHB 和 AMBA 3 AXI 互连隔离此数据通信。AMBA 3 APB 接口可与 AMBA 2 APB 接口完全向后兼容,允许使用现有 APB 外设。

AMBA 3 ATB 接口

AMBA 3 ATB 接口规范新增了数据不可知的接口,以便在跟踪系统中根据 AMBA 规范跟踪数据。为便于调试,跟踪组件和总线与外设保持平行,互相连接,同时保持可见性。

AMBA 3 规范取代了 AMBA 2,适用于新设计。现有 AMBA 2 外设可用于基于 AMBA 3 的系统中。

AMBA 2 规范定义了一组接口协议(共两个):

AMBA 2 AHB 接口

利用 AMBA 2 AHB 接口规范,可在单频率系统中实现主接口之间的高效互连。此接口不仅包括 AMBA 3 AHB 接口的所有功能,而且允许在该结构中的主接口之间使用仲裁功能。

AMBA 2 APB 接口

AMBA 2 APB 接口规范支持访问外设中的配置寄存器和通过低带宽外设访问数据通信所需的低带宽事务。这一高度紧凑的低功率接口可隔离高性能 AMBA 2 AHB 互连产生的数据通信。

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