AMBA_AHB_APB_AXI协议对比分析

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AHB基本传输

两个阶段

地址周期（AP），只有一个cycle 数据周期（DP），由HREADY信号决定需要几个cycle 先是地址周期，然后是数据周期

流水线传送

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一次无需等待状态的简单传输
Master发出地址和控制信号 Slave 采样地址和控制信号
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Master 采样读数据
需要两个等待周期的简单传输

HSIZE[2:0]



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APB/AHB/AXI对比
APB 低功耗 AHB 高速度 AXI 高速度，高带宽 管道化互联 单向通道 只需首地址 读写并行 支持乱序 支持非对齐操作 有效支持初始延迟 较高的外设
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连线非常多
00：IDLE


01：BUSY

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传输类型（续）

10：NOSEQ


表明一次单个数据的传输 或者一次burst传输的第一个数据 地址和控制信号与上一次传输无关 表明burst传输接下来的数据 地址和上一次传输的地址是相关的

11：SEQ


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传输类型举例
The firstMaster transfer The subsequent The subsequent transfer Slave isThe transfer not ready subsequent transfer is busy
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AHB的组成


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Master：能够发起读写操作，提供地址和控制信 号，同一时间只有1 个Master会被激活。 Slave：在给定的地址范围内对读写操作作响应， 并对Master返回成功，失败或者等待等状态。 Arbiter：负责保证总线上一次只有1个Master在工 作。仲裁协议是规定的，但是仲裁算法可以根据 应用决定。 Decoder：负责对地址进行解码，并提供片选信 号到各Slave。 每一个AHB 都需要1个仲裁器和1个中央解码器。
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一个典型的基于AMBA 总线的SOC 系统架构

这种SOC架构以AHB为主干，挂上CPU，片上内 存，和其它DMA设备。
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AHB 主要是针对高效率、高频宽及快速系统模块所设 计的总线，它可以连接如微处理器、芯片上或芯片外 的内存模块和DMA等高效率模块 AMBA 中的APB 主要用在低速且低功率的外围，可针 对外围设备作功率消耗及复杂接口的最佳化 APB在AHB和低带宽的外围设备之间提供了通信的桥 梁，所以APB是AHB或者ASB的二级扩展总线
15 not ready, then hready=0; but if master is not ready, how to do?
传输类型

HTRANS[1:0]：当前传输的状态

IDLE、BUSY、NONSEQ、SEQ
主设备占用总线，但没进行传输 两次burst传输中间主设备发IDLE 主设备占用总线，但是在burst传输过程中还没有准备好 进行下一次传输 一次burst传输中间主设备发BUSY
Slave has know that master need 4 data, A/A+4/A+8/A+12 transfer, if slave
HBURST shows the burst types: Single Transfer Incrementing transfer with unspecified length（INCR） 4-beat 8-beat 16-beat
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HREADY：S应答M是否读写操作传输完成: 1-传输完 成, 0-需延长传输周期。需要注意的是，HREADY 做为 总线上的信号，它是M和S 的输入；同时每个S 需要输 出自己的HREADY。所以对于S 会有两个HREADY 信号， 一个来自总线的输入，一个自己给到多路器的输出。 HRESP：S应答当前传输状态，OKAY、ERROR、 RETRY、SPLIT HRDATA：读数据总线，从S读到M
AMBA总线协议AHB/APB/AXI
对比分析
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纲要

AMBA概述 AHB协议 APB协议 AXI协议 APB/AHB/AXI对比
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AMBA概述



AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture)：高级微 处理器总线架构 AHB (Advanced High-performance Bus)：高级高性能总线 ASB (Advanced System Bus)：高级系统总线 APB (Advanced Peripheral Bus)：高级外围总线 AXI (Advanced eXtensible Interface)：高级可扩展接口 这些内容加起来就定义出一套为了高性能SOC 而设计的片 上通信的标准
AHB总线互连
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允许某个主设备控制总线 发起一个请求给仲 裁器
驱动地址和控 制信号
仅选中的从设备响应地 址/控制信号
拉高HREADY信号，总线 传输完成
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AHB基本信号




Hale Waihona Puke HADDR：32位系统地址总线 HTRANS: M指示传输状态，NONSEQ、SEQ、IDLE、 BUSY HWRITE：传输方向：1-写，0-读 HSIZE：传输单位 HBURST：传输的burst类型 HWDATA：写数据总线，从M写到S
Slave拉低READY不能超过16拍
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Not ready
Not ready
Ready
Pipeline
A Address
A Data B Address B Data C Address C Data
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Burst类型
A A A+4 A+4 A+8 A+8
A+12
A+12
During burst
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其它AHB控制信号

HWRITE

高电平：写 低电平：读 000:8bits 100:128bits 001:16bits 101:256bits 010:32bits 110:512bits 011:64bits 111:1024bits 最大值受总线的配置所限制 通常使用32bits（010）