【总线】AMBA总线架构的发展历程

news2025/2/27 4:52:58

引言

发展历程

第一代AMBA（AMBA 1）

第二代AMBA（AMBA 2）

第三代AMBA（AMBA 3）

第四代AMBA（AMBA 4）

第五代AMBA（AMBA 5）

AMBA协议简介

ASB（Advanced System Bus）

APB（Advanced Peripheral Bus）

AHB（AMBA High-performance Bus）

AXI（Advanced eXtensible Interface）

AHB-Lite

AXI4

AXI4-Lite

AXI4-Stream

ACE（AXI Coherency Extensions）

ACE-Lite

CHI（Coherent Hub Interface）

结语

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引言

高级微控制器总线架构（AMBA）是一种免费提供、开放的标准，用于在系统级芯片（SoC）中连接和管理功能模块。它促进了多处理器设计的一次性正确开发，支持大量控制器和外围设备。

AMBA规范免费且平台独立，可以与任何处理器架构一起使用。由于其广泛的采用，AMBA拥有一个强大的合作伙伴生态系统，确保了来自不同设计团队和供应商的IP组件之间的兼容性和可扩展性。

近三十年来，AMBA一直是一个基础性的开放标准，并已在数十亿设备中出货。

发布时间：1997年
特点：包括ASB（Advanced System Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）两种总线协议。ASB作为高性能总线，支持流水线操作和多主设备操作。APB作为低速总线，满足外设与微处理器的通信需求。
应用：主要应用于低带宽的外设，如UART、I2C等。

发布时间：1999年
特点：引入了AHB（AMBA High-performance Bus）协议，用于高性能数据传输。AHB支持burst传输和split事务处理，逐渐取代了ASB总线。
应用：广泛应用于ARM7、ARM9设计中，并持续应用于Cortex-M系列设计。

发布时间：2003年
特点：引入了AXI（Advanced eXtensible Interface）协议，支持点对点连接，克服了共享总线协议在可连接的agent数量方面的限制。同时，AHB协议缩减为AHB-lite，APB协议增加了PREADY和PSLVERR信号。
应用：AXI协议的引入是高性能系统设计的转折点，为系统性能的提升奠定了基础。

发布时间：2010年
特点：AXI协议得到增强，引入了QOS（Quality of Service）和long burst支持。根据应用不同，可选AXI4、AXI4-lite、AXI4-stream。同时，为满足复杂SoC的操作一致性，引入了ACE（AXI Coherency Extensions）和ACE-lite协议。
应用：适应了多核处理器和一致性缓存集成的需求，推动了SoC设计的进一步发展。

发布时间：2013年
特点：引入了CHI（Coherent Hub Interface）协议，作为对AXI/ACE协议的重新设计。CHI是基于数据包的通信协议，支持分层通信，包括协议层、链路层和物理层的实现，并支持基于QoS的流控制和重试机制。
应用：适应了HPC和数据中心市场异构计算的需求，为集成更多处理器核心、GPU、DSP、FPGAs、内存控制器和IO子系统提供了有效支持。