AMBA
高级微控制器总线架构 (AMBA) 是一种免费提供的开放标准,用于连接和管理系统级芯片 (SoC) 中的功能块。AMBA 架构有助于一次性成功开发具有大量控制器和外围设备的多处理器设计。
AMBA 规范免授权费,可独立于平台实现,而且可搭配任何处理器架构使用。由于得到广泛采用,AMBA 拥有强大的合作伙伴生态系统,可确保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 作为基础性开放标准,已在数十亿台设备中得到广泛应用。
关键 AMBA 规范
AMBA 一致性集线器接口
(AMBA CHI)
AMBA CHI 规范定义了完全一致处理器的连接接口。此规范适用于需要一致性的广泛应用,包括移动、网络、汽车和数据中心。AMBA CHI 规范将协议层和传输层分离,允许不同的实现方案在性能、功耗和面积之间实现合理平衡。
AMBA 芯片到芯片一致性集线器接口 (AMBA CHI C2C)
AMBA CHI C2C 是 CHI 的扩展,定义了如何将片上 CHI 协议打包,以便通过芯片(芯粒)到芯片(芯粒)链路进行传输。此接口针对先进的异构系统和基于 Arm 架构的一致 SMP,为设备连接提供单个统一接口,以尽可能提升互操作性。
AMBA 高级可扩展接口 (AMBA AXI)
AMBA AXI 规范定义了在移动、消费电子、网络、汽车和嵌入式系统等广泛应用中实现高频、高带宽互连设计的多种协议。
AMBA 先进高性能总线
(AMBA AHB)
AMBA AHB 规范定义了 Arm Cortex-M 处理器广泛使用的接口协议,用于嵌入式设计和其他低延迟 SoC。
AMBA 高级外设总线
(AMBA APB)
AMBA APB 具有高度紧凑、低功耗的特性,允许将配置和低带宽流量与高性能互连相隔离。APB 支持访问配置寄存器所需的低带宽事务和外围设备中的低带宽数据流量。
主要特性与优势
IP 复用需要一个通用标准,同时支持具有不同功耗、性能和面积要求的各类 SoC。AMBA 接口可从简单、低成本的外围编程端口扩展到完全一致的高带宽端口,涵盖多种互连和芯片间接口。
作为一种开放标准规范,有助于确保不同供应商的 IP 组件之间的兼容性。广泛的兼容性有利于实现尽可能无缝的集成和设计复用,而且有助于降低拥有成本并加快产品上市。兼容的 IP 产品包括内存控制器、互连、跟踪解决方案、GPU、CPU、外围设备等。
AMBA 是公认的片上通信标准,在整个行业得到广泛采用。长期以来,此标准以可靠可信闻名业界,广泛应用于全球基于标准的 IP。
AMBA 在半导体行业的广泛采用推动了第三方 IP 产品和工具的全面市场发展,以支持基于 AMBA 的系统开发。
AMBA 5
AMBA 5 是可免费使用的最新版 AMBA 协议规范。此版本引入了一致性集线器接口 (CHI) 架构,用于定义连接完全一致处理器和高性能互连的接口。AMBA 5 还引入了 AXI5、ACE5 和 AHB5 协议,在前几代协议的基础上进一步扩展,增加了许多性能和可扩展性方面的特性,与 CHI 保持一致并对 CHI 做出了补充。
对芯粒的支持:扩展 AMBA 以实现片外通信
芯粒是实现系统一部分功能的硅晶粒,若干芯粒组合起来可以形成更庞大、更复杂的系统,进而作为单个组件封装和出售。因此,可以使用多个较小的晶粒组装芯片解决方案,而不是使用单个较大的单片晶粒。芯粒的价值显而易见,但也为设计人员带来了新的挑战,不仅需要处理尚未标准化的接口,还要面临芯粒分区中的许多非差异化选择。
近三十年来,AMBA 始终致力于实现片上通信,我们很高兴能够通过相关扩展来推动 AMBA 的演进,从 AMBA CHI 开始实现芯粒间连接。
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“首个 CHI C2C 公开规范的发布,标志着向开放的芯粒生态系统迈出了重要一步,并有助于提高互操作性。我们很高兴与 Arm 合作进行早期 AMBA 开发,因为这将有助于我们开发高带宽、低延迟片上网络互连 IP 技术(包括 Ncore 和 FlexNoC)的未来版本。我们期待在日益发展的芯粒生态系统中进一步合作。” - Arteris 首席运营官 Laurent Moll |
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“在超摩尔时代,以芯粒、微芯粒、晶粒、芯粒块等形式呈现的分立式解决方案,为设计人员和实施人员带来了重大机遇和技术挑战。标准化接口至关重要,有利于促进来自众多供应商的芯粒之间的通信,避免出现‘巴别塔’式的混乱局面。Cadence 与 Arm 在 AMBA 标准方面有着密切的合作,我们很高兴能够在合作伙伴关系的基础上,通过涵盖流程、参考设计和客户设计的 IP 和芯粒解决方案,将新的 AMBA CHI C2C 标准推向市场。这一重要的新标准将成为生态系统的关键推动因素,并将促进仍处于起步阶段的开放芯粒市场的发展。” - Cadence 芯片解决方案事业部研发副总裁 David Glasco |
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“富士通认为芯粒是未来处理器架构的关键技术。我们已经采用了开放的基础 AMBA 规范,而最新的 AMBA CHI C2C 规范在确定如何在低延迟片外用例(例如芯粒到芯粒)中有效传输数据方面做出了重大改变。我们很期待这会如何推动芯粒生态系统的发展。” - 富士通先进技术开发部执行总监 Toshio Yoshida |
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“英特尔® 长期以来一直在构想‘芯粒革命’,这也是我们在 2022 年向业界推出 UCIe 协议的动机。我们很高兴看到 UCIe™、先进封装技术和基于标准的协议映射在业界的采用和发展。与 UCIe 一起,AMBA CHI C2C 规范的标准化和发布是业界推动基于芯粒的架构的重要基础,我们很高兴能继续与 Arm 合作。” - 英特尔客户解决方案工程副总裁 Bob Brennan(IFS 部门) |
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“AMBA CHI C2C 规范将实现高效的芯片间互连,从而创建强大的 AI 系统,支持从芯粒到封装外连接等各种用例的一致性和机密计算。过去四年来,我们与 Arm 和其他生态系统合作伙伴合作,为推进这一新标准做出了重要工作,这将有助于推动行业向前发展,同时助力 AI 和加速计算领域实现技术突破。” - NVIDIA 硬件工程副总裁 Ashish Karandikar |
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“芯粒为 AI 和其他高级工作负载所需的计算性能加速提供了关键的架构解决方案。作为 AMBA 生态系统的长期参与者,我们很高兴支持 AMBA CHI C2C 规范作为下一代芯粒设计的重要支持技术。” - Rambus 芯片 IP 总经理 Neeraj Paliwal |
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“芯粒无疑将成为未来十年半导体行业解决先进工艺节点高性能 SoC 成本问题的有效解决方案。其中,UCIe PHY 将作为芯粒互连的物理层标准,AMBA CHI C2C 将作为芯粒互连协议层的开放标准,以将片上 CHI 扩展到多芯粒互连。AMBA CHI C2C 不仅确保 Arm 架构的安全性、虚拟化等功能扩展到多芯粒界限,而且降低了芯粒到芯粒的延迟,且无需额外的协议转换。AMBA CHI C2C 作为基础协议,使计算芯粒、IO 芯粒和加速器芯粒能够在广泛的 Arm 架构生态系统中实现互操作。” - 中兴微电子副总裁 Owen Shi |
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“西门子 EDA 很高兴能支持 AMBA 的发展,将 AMBA CHI C2C 协议提供给不断发展的芯粒生态系统,这也是西门子的 Avery 验证 IP 和 Veloce 硬件辅助验证解决方案重点关注的领域。” - 西门子 EDA 副总裁兼数字验证技术总经理 Abhi Kolpekwar |
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“在 AI 无处不在的时代,基于芯粒的计算架构可能会改变整个欧洲的技术格局。在这一背景下,主要挑战之一是保证互操作性和可组合性。新的 AMBA CHI C2C 规范将是实现这一目标的关键。我们很荣幸能与 Arm 及其生态系统合作开发和发布这一规范。” - SiPearl 首席执行官兼创始人 Philippe Notton |
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“随着向多晶粒系统的转变,设计人员需要标准接口来最大限度地提高芯粒互操作性并最大限度地减少延迟。新思科技与 Arm 及其生态系统密切合作,开发和优化 CHI C2C 规范。借助整套新思科技 UCIe IP 解决方案的支持,这一新的芯粒标准有助于加快产品上市并减少各种采用 Arm 技术的高性能应用的晶粒间延迟。此次规范发布建立在我们与 Arm 的长期技术合作基础之上,旨在优化集成 Arm 处理器和新思科技 IP 的系统在互操作性、性能和带宽方面的表现。” - 新思科技 IP 营销与战略高级副总裁 John Koeter |









