ARM AMBA总线协议详解：从AHB到APB

"ARM AMBA 总线 简介" ARM AMBA（Advanced Micro-controller Bus Architecture）总线架构是由ARM Limited公司开发的一种开放且免费的芯片内互连规范，允许不同功能的组件在系统级芯片（SoC）上高效通信。AMBA协议的设计目的是标准化片上总线，以促进高性能、低功耗的集成电路设计。它提供了多种总线接口，如Advanced High-Performance Bus (AHB)、Advanced System Bus (ASB) 和 Advanced Peripheral Bus (APB)。 2.AMBA概述 AMBA最初版本1.0包括ASB和APB，这两个总线都是三态（tristate）总线，适用于节省芯片面积。随着版本升级到2.0的AHB，ARM引入了多路复用（multiplexor）结构，以简化设计并提高时序管理的便利性。AHB的目标是作为SoC的高性能系统总线，连接嵌入式处理器（如ARM核心）、DMA控制器、片上内存和其他需要高带宽的组件。与此同时，APB则作为低功耗的外围总线，用于连接系统中的各种外设，其协议比AHB更为简单，通过桥接器与AHB相连，以减轻系统总线的负载。 3.AHB简介 AHB的设计目标是成为SoC的片上系统总线，它具有以下关键特性： - 单时钟边沿操作：所有数据传输和地址转换都由单个时钟边沿触发，简化了同步逻辑。 - 非三态实现：使用非三态总线减少了信号完整性问题，提高了信号传输速度。 - 批量传输：支持连续的数据包传输，提高数据吞吐量。 - 分裂事务：允许大型数据传输被分割成较小的部分进行，便于处理复杂的存储器访问模式。 - 多重事务：允许多个主设备同时发起事务，增强了系统的并发性能。 4.APB简介 APB设计为低功耗外围总线，适合与低速外设如定时器、串行接口等通信。它具有较低的带宽和较简单的协议，降低了功耗。APB通过桥接器与AHB相连，使得外设可以与高性能部分交互，而不会对总线性能造成显著影响。 5.总结 AMBA总线架构通过提供多种总线层次，使系统设计人员能够根据组件的需求和性能要求灵活选择合适的总线接口。这种标准化的方法促进了SoC设计的模块化和可扩展性，降低了设计复杂性和成本。通过AHB和APB的协同工作，AMBA允许高效的系统级通信，满足了从高性能计算到低功耗外设通信的各种需求。