AMBA

簡介

ARM研發的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)提供一種特殊的機制，可將RISC處理器集成在其它IP芯核和外設中，2.0版AMBA標準定義了三組匯流排：AHB(AMBA高性能匯流排)、ASB(AMBA系統匯流排)、和APB(AMBA外設匯流排)。

AHB（the Advanced High-performance Bus）

應用於高性能、高時鐘頻率的系統模塊，它構成了高性能的系統骨幹匯流排（ back-bone bus ）。它主要支持的特性是：

* 數據突發傳輸（ burst transfer ）

*數據分割傳輸（ split transaction ）

* 流水線方式

* 一個周期內完成匯流排主設備（ master ）對匯流排控制權的交接

* 單時鐘沿操作

* 內部無三態實現

* 更寬的數據匯流排寬度（最低32位，最高可達1024位，但推薦不要超過256位）

ASB（the Advanced System Bus）

是第一代AMBA系統匯流排，同AHB相比，它數據寬度要小一些，它支持的典型數據寬度為8位、16位、32位。它的主要特徵如下：

* 流水線方式

* 數據突發傳送

* 多匯流排主設備

* 內部有三態實現

APB（the Advanced Peripheral Bus）

是本地二級匯流排（local secondary bus ），通過橋和AHB/ASB相連。它主要是為了滿足不需要高性能流水線介面或不需要高帶寬介面的設備的互連。APB的匯流排信號經改進后全和時鐘上升沿相關，這種

改進的主要優點如下：

*更易達到高頻率的操作

*性能和時鐘的占空比無關

*STA單時鐘沿簡化了

*無需對自動插入測試鏈作特別考慮

*更易與基於周期的模擬器集成

APB只有一個APB橋，它將來自AHB/ASB的信號轉換為合適的形式以滿足掛在APB上的設備的要求。橋要

負責鎖存地址、數據以及控制信號，同時要進行二次解碼以選擇相應的APB設備

AMBA開放規範

AMBA協議是用於連接和管理片上系統(SoC)中功能模塊的開放標準和片上互連規範。它有助於首次開發帶有大量控制器和外設的多處理器設計。AMBA通過使用AXI、AHB、APB和ATB的規範對SoC模塊的共同主幹進行定義，這有助於設計的重複使用。

AMBA4是最新增添到AMBA系列中的規範，增加了三個新介面協議：AXI4有助於最大化性能和能效；AXI4-Lite和AXI4-Stream是FPGA中實現的理想選擇。

AMBA4規範在AMBA3規範的基礎上另外新增了三個介面協議。

AXI4

AXI4協議是對AXI3的更新，在用於多個主介面時，可提高互連的性能和利用率。它包括以下增強功能：

對於突髮長度，最多支持256位

發送服務質量信號

支持多區域介面

AXI4-Lite

AXI4-Lite是AXI4協議的子協議，適用於與組件中更簡單且更小的控制項寄存器式的介面通信。AXI4-Lite介面的主要功能如下：

所有事務的突髮長度均為1

所有數據存取的大小均與數據匯流排的寬度相同

不支持獨佔訪問

AXI4-Stream

AXI4-Stream協議可用於從主介面到輔助介面的單向數據傳輸，可顯著降低信號路由速率。該協議的主要功能如下：

使用同一組共享線支持單數據流和多數據流

在同一互連內支持多個數據寬度

FPGA中實現的理想選擇

AMBA3規範定義了一組介面協議（共四個），這些協議針對要求高數據吞吐量、低帶寬通信，要求低門數、低功耗以及執行片上測試和調試訪問的數據集中處理的組件，提出了片上數據通信要求。這些介面包括：

AMBA3AXI介面

AMBA3AXI介面規範提供了支持高效數據通信吞吐量的特性。利用相對計時靈活的五個單向通道和可亂序執行數據的多個未決事務，可以：

進行管道化互連，實現高速運行

進行頻率之間的有效橋接，以便管理功耗

同時執行讀寫事務

有效支持初始延遲較高的外設

AMBA3AHB介面

利用AMBA3AHB介面規範，可在對AMBA3AXI性能沒有要求的情況下，在單頻率子系統中實現簡單外設之間的高效互連。其固定的管道化結構和單向通道使其可與針對AMBA2AHB-Lite規範開發的外設兼容。

AMBA3APB介面

AMBA3APB介面規範支持訪問外設中的配置寄存器和通過低帶寬外設的數據通信所需的低帶寬事務。這一高度緊湊的低功耗介面可通過高性能AMBA3AHB和AMBA3AXI互連隔離此數據通信。AMBA3APB介面可與AMBA2APB介面完全向後兼容，允許使用現有APB外設。

AMBA3ATB介面

AMBA3ATB介面規範新增了數據不可知的介面，以便在跟蹤系統中根據AMBA規範跟蹤數據。為便於調試，跟蹤組件和匯流排與外設保持平行，互相連接，同時保持可見性。

AMBA3規範取代了AMBA2，適用於新設計。現有AMBA2外設可用於基於AMBA3的系統中。

AMBA2規範定義了一組介面協議（共兩個）：

AMBA2AHB介面

利用AMBA2AHB介面規範，可在單頻率系統中實現主介面之間的高效互連。此介面不僅包括AMBA3AHB介面的所有功能，而且允許在該結構中的主介面之間使用仲裁功能。

AMBA2APB介面

AMBA2APB介面規範支持訪問外設中的配置寄存器和通過低帶寬外設訪問數據通信所需的低帶寬事務。這一高度緊湊的低功率介面可隔離高性能AMBA2AHB互連產生的數據通信。