目录
引言
发展历程
第一代AMBA（AMBA 1）
第二代AMBA（AMBA 2）
第三代AMBA（AMBA 3）
第四代AMBA（AMBA 4）
第五代AMBA（AMBA 5）
AMBA协议简介
ASB（Advanced System Bus）
APB（Advanced Peripheral Bus）
AHB（AMBA High-performance Bus）
AXI（Advanced eXtensible Interface）
AHB-Lite
AXI4
AXI4-Lite
AXI4-Stream
ACE（AXI Coherency Extensions）
ACE-Lite
CHI（Coherent Hub Interface）
结语
引言
高级微控制器总线架构（AMBA）是一种免费提供、开放的标准，用于在系统级芯片（SoC）中连接和管理功能模块。它促进了多处理器设计的一次性正确开发，支持大量控制器和外围设备。
AMBA规范免费且平台独立，可以与任何处理器架构一起使用。由于其广泛的采用，AMBA拥有一个强大的合作伙伴生态系统，确保了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一直是一个基础性的开放标准，并已在数十亿设备中出货。
发展历程
第一代AMBA（AMBA 1）
- 发布时间：1997年
- 特点：包括ASB（Advanced System Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）两种总线协议。ASB作为高性能总线，支持流水线操作和多主设备操作。APB作为低速总线，满足外设与微处理器的通信需求。
- 应用：主要应用于低带宽的外设，如UART、I2C等。
第二代AMBA（AMBA 2）
- 发布时间：1999年
- 特点：引入了AHB（AMBA High-performance Bus）协议，用于高性能数据传输。AHB支持burst传输和split事务处理，逐渐取代了ASB总线。
- 应用：广泛应用于ARM7、ARM9设计中，并持续应用于Cortex-M系列设计。
第三代AMBA（AMBA 3）
- 发布时间：2003年
- 特点：引入了AXI（Advanced eXtensible Interface）协议，支持点对点连接，克服了共享总线协议在可连接的agent数量方面的限制。同时，AHB协议缩减为AHB-lite，APB协议增加了PREADY和PSLVERR信号。
- 应用：AXI协议的引入是高性能系统设计的转折点，为系统性能的提升奠定了基础。
第四代AMBA（AMBA 4）
- 发布时间：2010年
- 特点：AXI协议得到增强，引入了QOS（Quality of Service）和long burst支持。根据应用不同，可选AXI4、AXI4-lite、AXI4-stream。同时，为满足复杂SoC的操作一致性，引入了ACE（AXI Coherency Extensions）和ACE-lite协议。
- 应用：适应了多核处理器和一致性缓存集成的需求，推动了SoC设计的进一步发展。
第五代AMBA（AMBA 5）
- 发布时间：2013年
- 特点：引入了CHI（Coherent Hub Interface）协议，作为对AXI/ACE协议的重新设计。CHI是基于数据包的通信协议，支持分层通信，包括协议层、链路层和物理层的实现，并支持基于QoS的流控制和重试机制。
- 应用：适应了HPC和数据中心市场异构计算的需求，为集成更多处理器核心、GPU、DSP、FPGAs、内存控制器和IO子系统提供了有效支持。
AMBA协议简介
ASB（Advanced System Bus）
- 第一代AMBA协议的一部分，主要作为高性能总线，支持多主设备操作和流水线操作。
APB（Advanced Peripheral Bus）
- 低速总线协议，设计用于连接低带宽外设，如I2C、UART等，不支持burst传输。
AHB（AMBA High-performance Bus）
- 高性能总线协议，支持burst传输和split事务处理，适用于连接高性能处理器、RAM、NAND FLASH等。
AXI（Advanced eXtensible Interface）
- 点对点连接协议，支持高带宽和低延迟的数据传输，适用于构建复杂的SoC设计。
AHB-Lite
- AHB的简化版本，适用于连接不需要burst传输和split事务处理的组件。
AXI4
- 第四代AMBA协议的一部分，增强了AXI协议，支持QOS和long burst，适用于更高性能的SoC设计。
AXI4-Lite
- AXI4的简化版本，适用于连接不需要burst传输和乱序传输的组件。
AXI4-Stream
- 针对以数据流为主导的传输，如视频流等应用，只支持数据从master流向slave。
ACE（AXI Coherency Extensions）
- 针对多核处理器和一致性缓存集成的SoC设计，提供了缓存一致性管理。
ACE-Lite
- ACE的简化版本，适用于那些没有自己的缓存但需要参与一致性域的组件。
CHI（Coherent Hub Interface）
- 针对异构计算和高性能计算环境中的SoC设计，提供了基于数据包的通信协议，支持分层通信和QoS。
结语
AMBA总线架构的发展历程体现了SoC设计对高性能、高带宽和低延迟通信需求的不断追求。随着技术的进步，AMBA总线将继续演进，以满足未来电子系统设计的新挑战。
参考资料：https://www.arm.com/en/architecture/system-architectures/amba
