AMBA 4
AMBA 4 规范在 AMBA 3 规范的基础上新增若干接口协议,包括 ACE、AXI 一致性扩展。AMBA 4 规范专为高带宽、高时钟频率系统设计打造,所含的技术特性可满足移动端和消费电子领域的高速互连需求。
AMBA AXI 和 ACE
AMBA 4 AXI 和 ACE 规范定义了一系列协议,具体包括 AXI4、AXI4-Lite、ACE 和 ACE-Lite。
ACE
ACE 协议新增三个额外通道,用于在 ACE 管理器缓存和缓存维护硬件控制之间共享数据。此外,ACE 还增加了屏障支持,旨在确保多个未完成事务的执行顺序,有效减少 CPU 因等待前置事务完成而产生的停滞。同时,分布式虚拟内存 (DVM) 信号可以维持多个 ACE 管理器的虚拟内存映射。
ACE-Lite
ACE-Lite 协议是 ACE 信号的一个小子集,可提供 I/O 或单向一致性。在该协议中,ACE 管理器负责维护 ACE-Lite 管理器的缓存一致性。ACE-Lite 管理器仍可监听 ACE 管理器的缓存,但其他管理器无法监听 ACE-Lite 管理器的缓存。同时,ACE-Lite 还支持屏障机制。
AXI4
AXI4 协议是 AXI3 的升级版,旨在增强多管理器架构中互连设备的性能和实用性。该协议包含以下增强功能:
- 支持长达 256 个节拍的突发长度。
- 服务质量信号指示。
- 支持多区域接口。
AXI4-Lite
AXI4-Lite 协议是 AXI4 协议的精简版,适用于与组件中更简单小巧的控制寄存器式接口进行通信。AXI4-Lite 接口的主要特性包括:
- 所有事务的突发长度均为 1。
- 所有数据访问宽度与数据总线宽度严格一致。
- 不支持独占访问。
AMBA AXI-STREAM
AMBA 4 AXI-Stream 规范定义了 AXI4-Stream 协议,专为发送端到接收端的单向数据传输设计,旨在大幅简化信号布线。该协议的主要特性包括:
- 支持通过同一组共享线路传输单个和多个数据流。
- 同一互连设备中支持多种数据宽度。
- 非常适合在 FPGA 中实现。
AMBA ATB
AMBA 4 ATB 规范对 ATB 接口进行了扩展,新增跟踪同步信号和同步请求信号等功能。ATB 作为与数据无关的接口,用于在跟踪系统的各组件之间传输跟踪信息。跟踪组件和总线与外围设备和互连设备并行部署,为系统调试提供直观的可视化支持。
AMBA APB
AMBA 4 APB 规范为 APB 接口引入了事务保护和稀疏数据传输。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。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。AMBA 4 APB 完全向后兼容 AMBA 3 APB,允许使用现有的 APB 外围设备。
AMBA LPI
Q 通道和 P 通道 LPI 协议专用于管理 SoC 组件的时钟和电源特性。LPI 协议的主要特性包括:
- Q 通道负责管理自主分层时钟门控和简单组件电源控制。
- P 通道负责管理更复杂的电源控制功能,以提高能效。
AMBA 3
AMBA 3 作为上一版本的 AMBA,引入了高级可扩展接口 (AMBA AXI) 协议,同时新增高级跟踪缓冲区 (ATB),并对 APB 和 AHB 协议进行了扩展。
AMBA AXI
AMBA 3 AXI 接口规范定义了 AXI 协议,在 AMBA 的后续版本中被称为 AXI3 协议。AXI 支持五个单向通道,通道之间的相对时序灵活,支持多个事务并行处理和乱序数据传输,能够实现:
- 管线互连,实现高速运行。
- 高效频率桥接,优化电源管理。
- 支持并行读写事务。
- 为初始延迟较高的外围设备提供高效支持。
AMBA AHB
AMBA 3 AHB 规范引入了 AHB-Lite 协议,适用于在单频率子系统中实现简单外围设备间的互连,此类用例通常不需要 AXI 级别的高性能支持。此协议具有固定管线结构和单向通道,因此兼容针对 AMBA 2 AHB 规范开发的外围设备。
AMBA ATB
AMBA 3 ATB 规范定义了一种与数据无关的接口 ATB,用于在跟踪系统的各组件之间传输跟踪信息。跟踪组件和总线与外围设备和互连设备并行部署,为系统调试提供直观的可视化支持。
AMBA APB
AMBA 3 APB 规范在 AMBA 2 规范定义的 APB 接口基础上,新增了等待状态和错误报告功能。APB 支持配置寄存器访问所需的低带宽事务,并可通过低带宽外围设备传输数据流量。
AMBA 2
AMBA 2 作为早期版本的片上总线架构,引入了单时钟边沿协议——AMBA 高性能总线 (AHB)。AMBA 2 在 Arm7、Arm9 和 Arm Cortex-M 设计中得到广泛应用。