AMBA 协议简介

ARM AMBA协议是ARM公司开发的一系列片上互连协议，旨在为各种设计提供通用标准，确保兼容性和可靠性。AMBA协议自1997年推出以来，经历了多次演进，包括APB、AHB、AXI、ACE、CHI、DTI和LTI等不同版本和扩展。这些协议支持不同的数据宽度、多主控、系统级一致性、低功耗管理等功能。 AMBA协议的主要特点和优势包括： 1. 为广泛的设计提供共同标准，促进设计重用和低摩擦SoC集成。 2. 作为一个广泛采用的开放标准，具有长期的可靠性和信任度。 3. 免费提供，平台独立，协作开发。 AMBA协议架构分为协议层、网络层、链路层和互连拓扑层，每层都有特定的功能和责任。协议层负责生成和处理请求和响应，定义缓存状态转换和事务流程。网络层负责将协议消息打包，并添加源和目标节点ID以路由数据包。链路层提供网络设备间的流控制和死锁自由的网络切换。互连拓扑层则涉及交叉开关、点对点连接、网格、环等不同的网络结构。 AMBA协议的不同版本有其特定的应用和特点： - AMBA 2 AHB：用于ARM11类CPU，至今仍在M类微控制器和SecureCore中使用。 - AMBA 3 AXI：用于ARM1176和Cortex-A9，至今仍在R类和一些M类中使用，支持多个未完成请求和乱序完成。 - AMBA 4 ACE：用于移动A类CPU，允许跨集群硬件一致性，是AXI的超集，增加了新的侦听总线。 - AMBA 5 CHI：支持MOESI缓存模型，支持部分和空缓存行状态，支持通过snoop filter和基于目录的系统进行snoop扩展。 AMBA协议还包括低功耗接口（LPI），涵盖Q和P通道，标准化ARM IP的电源控制接口。 文档还讨论了AMBA协议中的一些复杂案例，如死锁问题和硬件一致性问题。死锁问题涉及到不同主控之间的事务没有排序限制，可能导致系统级循环依赖。硬件一致性问题涉及到缓存行状态的管理，如唯一、共享、脏、干净和无效状态，以及如何通过不同的域类型（非共享、内共享、外共享和系统）来管理这些状态。 ARM提供一系列服务来支持AMBA协议的使用，包括培训、支持服务、设计服务、文档、技术支持、Arm设计审查、SoC设计、软件集成和IP定制。这些服务旨在帮助用户减少风险，缩短上市时间，并充分利用产品特性。