常用总线协议基础01___AMBA

AMBA,即高级微控制器总线结构（Advanced Microcontroller Bus Architecture），可分为三部分：ASB/AHB/APB;

>简介：

01.Advanced High-performance Bus -- AHB

AHB总线用于高性能，高时钟工作频率模块。AHB在AMBA架构中为系统的高性能运行起到了基石作用。AHB为高性能处理器，片上内存，片外内存提供接口，同时桥接慢速外设。

02.Advanced System Bus -- ASB

ASB总线主要用于高性能系统模块。ASB是可用于AHB不需要的高性能特性的芯片设计上可选的系统总线。ASB也支持高性能处理器，片上内存，片外内存提供接口和慢速外设。

03.Advanced Peripheral Bus -- APB

APB是一种优化的，低功耗的，精简接口总线，可以技术多种不同慢速外设。由于APB是ARM公司最早提出的总线接口，APB可以桥接ARM体系下每一种系统总线。用于为慢速外设提供总线技术支持。APB通过桥接高带宽、高性能总线，提供基本的微控制器二级总线，通常该总线上的外设有以下特点：支持映射寄存器接口；对带宽没有很高的要求；通过编程实现对外设进行控制；

04.AXI (Advanced eXtensible Interface) 高级可拓展接口

（部分资料把AXI也加入了AMBA）？？？？

 

>概述：

AMBA总线规范主要设计目的如下：① 满足具有一个或多个CPU或DSP的嵌入式系统产品的快速开发要求；② 增加设计技术上的独立性，确保可重用的多种IP核可以成功地移植到不同的系统中，适合全定制、标准单元和门阵列等技术；③ 促进系统模块化设计，以增加处理器的独立性；④ 减少对底层硅的需求，以使片外的操作和测试通信更加有效。

一、AHB概述

AHB总线协议是AMBA的新一代总线协议，支持多种高性能总线主控制器。特性：

　　l  突发连续传输

　　l  分步传输

　　l  单周期内主控制器处理

　　l  单时钟边沿操作

　　l  非三态操作

　　l  支持64位，128位总线

AHB总线通过DMA和DSP，允许在总线上存在一个或多个主控制器。(DMA??? DSP???) 虽然APB总线上可以挂接慢速外设，但是也允许在AHB上挂接一些慢速外设作为从设备，不过它们通常还是挂接在APB总线上。

AHB总线通常设计时包含以下几个设备：

　　l  AHB主控制器：主控制器可以通过地址和控制信息，可以进行初始化，读，写操作。在同一时间，总线上只能有一个主控制器。（可以存在多个主控，但是同一时间只能有一个工作？？仲裁器！！！）

　　l  AHB从设备：从设备通常是指在其地址空间内，响应主控制器发出的读写控制操作的被动设备。通过操作的成功与否反馈给其主控制器，完成数据的传输控制。

　　l  AHB仲裁器：仲裁器根据用户的配置，确保在总线上同一时间只有一个主控制器拥有总线控制权限。AHB总线上只能有一个仲裁器。

　　l  AHB译码器：译码器解析在总线上传输的地址和控制信息。AHB总线上只能有一个译码器。

 

 

 

二、 ASB概述

ASB总线协议是AMBA协议的新提出的新一代总线协议。ASB总线是位于APB总线架构之上的用于高性能的总线协议，它有如下特点：

　　l  突发连续传输

　　l  单管道数据传输

　　l  多总线主控制器

ASB总线通过DMA和DSP，允许在总线上存在一个或多个主控制器。虽然APB总线上可以挂接慢速外设，但是也允许在ASB上挂接一些慢速外设作为从设备，不过它们通常还是挂接在APB总线上。

ASB总线通常设计时包含以下几个设备：

　　l  AHB主控制器：主控制器可以通过地址和控制信息，可以进行初始化，读，写操作。在同一时间，总线上只能有一个主控制器。

　　l  AHB从设备：从设备通常是指在其地址空间内，响应主控制器发出的读写控制操作的被动设备。通过操作的成功与否反馈给其主控制器，完成数据的传输控制。

　　l  AHB仲裁器：仲裁器根据用户的配置，确保在总线上同一时间只有一个主控制器拥有总线控制权限。AHB总线上只能有一个仲裁器。

　　l  AHB译码器：译码器解析在总线上传输的地址和控制信息。AHB总线上只能有一个译码器。

 

三、APB概述

APB总线接口协议是AMBA协议层次结构中的一部分，它是高度优化的连接低功耗外设的精简接口。APB看起来是一个本地的二级总线接口协议，用作AHB，ASB总线协议的从设备接口。APB桥是从控制器模块用来保证不同总线数据的有效传输和不同总线上控制信号的转发处理。

APB应该用于连接低带宽，且不需求高性能数据传输的外设。最新的APB总线协议规定了所有的信号传递都发生在时钟的上升沿。这样设计有以下优势：

　　l  易于实现高频率操作(高性能传输与高频率的区别？？？)

　　l  performance is independent of the mark-space ratio of the clock

　　l  通过单时钟操作简化静态时序

　　l  no special considerations are required for automatic test insertion

　　l  许多ASIC库在上升沿寄存器有更好的选择

　　l  简化整合的时钟模拟器

上述的优势也说明APB总线可以更好的链接最新的AHB总线接口。

APB总线协议包含一个APB桥，它用来将AHB，ASB总线上的控制信号转化为APB从设备控制器上可用信号。APB总线上所有的外设都是从设备，这些从设备有以下特点：

　　l  接收有效的地址和控制访问

　　l  当APB上的外设处于非活动状态时，可以将这些外设处于0功耗状态

　　l  译码器可以通过选通信号，提供输出时序（非锁定接口）

　　l  访问时可执行数据写入

 

 

其他：

信号

端口

结构

 

 

注解：

01.DMA，全称Direct Memory Access，即直接存储器访问。（https://zhuanlan.zhihu.com/p/138573828）

DMA传输将数据从一个地址空间复制到另一个地址空间，提供在外设和存储器之间或者存储器和存储器之间的高速数据传输。当CPU初始化这个传输动作，传输动作本身是由DMA控制器来实现和完成的。DMA传输方式无需CPU直接控制传输，也没有中断处理方式那样保留现场和恢复现场过程，通过硬件为RAM和IO设备开辟一条直接传输数据的通道，使得CPU的效率大大提高。

02.DSP，数字信号处理？？

【AHB主要用于高性能模块(如CPU、DMA和DSP等)之间的连接】

 

 

参考博客################################################

本文非原创，只是个人了解的资料整理：

1.http://blog.csdn.net/mr_raptor/article/details/6558233

2.https://www.cnblogs.com/jingzhishen/p/4177731.html

3.https://blog.csdn.net/m0_38022445/article/details/106897802

4.https://www.cnblogs.com/lyc-seu/p/12674520.html

5.https://www.cnblogs.com/lyc-seu/archive/2004/01/13/12674694.html

6.https://wenku.baidu.com/view/bbacbd36e109581b6bd97f19227916888586b999.html

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7.https://aijishu.com/a/1060000000122605