【ARM】AMBA概述

什么是AMBA？

AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）线是由ARM公司提出的一种开放性的片上总线标准。AMBA规范定义了芯片上和芯片外的接口和协议，用于多个市场领域的应用。AMBA 5是最新一代的规范，包括两个关键的AMBA协议：CHI和AXI。截至目前，AMBA主要规格：CHI、ACE、AXI、AHB、APB。

AMBA协议标准详见官网：ARM-AMBA specifications
AMBA５快速下载包：AMBA5接口协议文档汇总：CHI、ACE、AXI、AHB、APB

• AMBA 5
  AMBA CHI Architecture Specification
  AMBA CHI C2C Specification
  AMBA AXI Protocol Specification
  AMBA ACE Protocol Specification (superseded by CHI)
  AMBA AHB Protocol Specification
  AMBA AXI-Stream Protocol Specification
  AMBA APB Protocol Specification
  AMBA ATB Protocol Specification
  AMBA CXS Protocol Specification
  AMBA Adaptive Traffic Profiles Specification
  AMBA Generic Flash Bus Protocol Specification
  AMBA DTI Protocol Specification
  AMBA LTI Protocol Specification
  AMBA Low Power Interface Specification
• AMBA 4
  AMBA AXI and ACE Protocol Specification
  AMBA 4 AXI4-Stream Protocol Specification
  AMBA 4 ATB Protocol Specification
  AMBA APB Protocol Specification
  AMBA Low Power Interface (Arm Q-Channel and P-Channel Interfaces)
• AMBA 3
  AMBA AXI Protocol Specification
  AMBA 3 AHB-Lite Protocol Specification
  AMBA APB Protocol Specification
  AMBA 3 ATB Protocol Specification
  Multi-layer AHB Overview Specification
• AMBA 2
  AMBA Specification

典型的AMBA系统架构是什么样子的？

基于AMBA的微控制器通常由高性能系统骨干总线（AMBA AHB或AMBA ASB）组成，能够维持CPU、片上存储器和其他直接存储器存取（DMA）设备所在的外部存储器带宽。该总线在参与大多数传输的元件之间提供高带宽接口。高性能总线上还有一个到较低带宽APB的桥，系统中的大多数外围设备都位于APB。

AHB

the Advanced High-performance Bus (AHB)
AHB系统的主要部件如下：

APB

用于辅助或通用外围设备（如定时器、中断控制器、UART）的AMBA总线协议，以及I/O端口。使用APB通过系统到外围总线桥连接到主系统总线可以提供帮助降低系统功耗。

AXI

AMBA Advanced extensible Interface (AXI)，可以用于ARM和FPGA的高速数据交互。
AXI协议的特点是：

• 它适用于高带宽和低延迟设计。
• 提供高频操作，无需使用复杂的电桥。
• 该协议满足各种组件的接口要求。
• 它适用于具有高初始访问延迟的内存控制器。
• 提供了互连架构实施的灵活性。
• 它与AHB和APB接口向后兼容。

AXI协议的主要特征是：

• 单独的地址/控制和数据阶段。
• 支持使用字节选通进行非对齐数据传输。
• 使用仅发出起始地址的基于突发的事务。
• 独立的读写数据通道，可以提供低成本的直接内存访问（DMA）。
• 支持发布多个未完成的地址。
• 支持无序交易完成。
• 允许轻松添加寄存器阶段，以提供定时关闭。

AXI4中的限制是最多256次数据传输的突发事务，AXI4 Lite只允许每笔交易进行一次数据传输。

CHI

Coherent Hub Interface (相干集线器接口，CHI)

ASB

Advanced system bus（ASB）总线周期是定义了从下降沿到下降沿的过渡。

总结

AHB (Advanced High-performance Bus)：高级高性能总线，用于连接处理器、直接存储器访问（DMA）、高性能存储器控制器等。
APB (Advanced Peripheral Bus)：高级外围总线，用于连接低速外围设备，如 UART（通用异步接收发射器）。
AXI (Advanced eXtensible Interface)：高级可拓展接口，提供高速度、高带宽的连接，支持乱序和非对齐操作，有效支持初始延迟较高的外设。