AMBA 开放规范

片上通信的事实标准

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 有助于最大化性能和能效；AXI4-Lite 和 AXI4-Stream 是 FPGA 中实现的理想选择。

为什么选择 AMBA 规范？

性能

规范

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资源

AMBA 可实现 IP 重用

IP 重用是降低 SoC 开发成本和缩短开发时间的基本要素。AMBA 规范提供的接口标准使 IP 重用符合以下基本要求：

灵活性

IP 重用在要求使用共同标准的同时，支持具有不同功耗、性能和面积要求的各种 SoC。借助其 AXI、AHB 和 APB 接口协议，AMBA 3 可以灵活符合各个要求。

多层

多层体系结构可用作 AMBA 3 AXI 或 AHB 系统中主辅接口之间的交叉开关。并行链接允许互连带宽支持主接口的峰值带宽，而不会增加互连的频率。

兼容性

它是标准接口规范，可确保不同设计团队或供应商提供的 IP 组件之间的兼容性。AMBA 规范可用作明确定义接口协议的书面规范和一套声明，以此确保实现此级别的兼容性。

支持

整个半导体行业广泛采用 AMBA 规范，这已促使完善的第三方 IP 产品和工具市场为开发基于 AMBA 的系统提供相应支持。AMBA 声明的普及加快了该行业的广泛参与。

AXI 性能

新一代性能最高的 AMBA 接口称为 AXI（高级可扩展接口）。它面向高带宽、高时钟频率系统设计，包括使其适用于高速深亚微米互连的功能。AXI 协议的主要功能和优点如下所示：

通过使其易于重新定时而不损失吞吐量，允许实现达到更高时钟频率

点对点通道体系结构

针对大量频率不同的时钟域，支持全局异步局部同步 (GALS) 技术。

轻松添加寄存器级以达到时序收敛

通过充分利用深管道化的 SDRAM 内存系统，分离通道体系结构以增加吞吐量。

发出仅具有起始地址的突发事务
发出多个未决地址
乱序事务填充
单独的地址/控制和数据阶段

AMBA 4 规范

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

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。