AMBA 2.0規(guī)范包括四個部分：AHB,、ASB,、APB和Test Methodology。AHB的相互連接采用了傳統(tǒng)的帶有主模塊和從模塊的共享總線,，接口與互連功能分離,，這對芯片上模塊之間的互連具有重要意義。AMBA已不僅是一種總線,，更是一種帶有接口模塊的互連體系,。

AHB

AHB=Advanced High Performance Bus，譯作高級高性能總線,。如同USB（Universal Serial Bus）一樣,，也是一種總線接口。

特性：

  突發(fā)連續(xù)傳輸

  分步傳輸

  單周期內(nèi)主控制器處理

  單時鐘邊沿操作

  非三態(tài)操作

  支持64位,，128位總線

AHB主要用于高性能模塊(如CPU,、高速RAM、Nand Flash DMA和DSP等)之間的連接,，如圖一所示,。

AHB從設(shè)備：從設(shè)備通常是指在其地址空間內(nèi),，響應(yīng)主控制器發(fā)出的讀寫控制操作的被動設(shè)備,。通過操作的成功與否反饋給其主控制器，完成數(shù)據(jù)的傳輸控制,。

AHB仲裁器：仲裁器根據(jù)用戶的配置,，確保在總線上同一時間只有一個主控制器擁有總線控制權(quán)限。AHB總線上只能有一個仲裁器,。

AHB譯碼器：譯碼器解析在總線上傳輸?shù)牡刂泛涂刂菩畔ⅰ?/font>AHB總線上只能有一個譯碼器,。

任一時間周期只有一個Master可以接入總線，對其指定Slave進行讀寫操作,?？偩€統(tǒng)一規(guī)劃slave的地址，譯碼器根據(jù)地址選擇哪slave與master進行數(shù)據(jù)通信,。授權(quán)訪問機制通過多路選擇器實現(xiàn)：Arbiter將獲得授權(quán)的master序號傳輸給地址和寫數(shù)據(jù)多路,，以選擇哪個master接入總線；地址譯碼器根據(jù)master需要訪問的地址選擇master,，并為寫數(shù)據(jù)多路提供控制信號以選通相應(yīng)的slave,。

AHB總線通過DMA和DSP，允許在總線上存在一個或多個主控制器,。雖然APB總線上可以掛接慢速外設(shè),，但是也允許在AHB上掛接一些慢速外設(shè)作為從設(shè)備，不過它們通常還是掛接在APB總線上,。

針對Soc設(shè)計中IP復(fù)用問題提出了一種新的解決辦法,。傳統(tǒng)的方法是將特定功能模塊的非標(biāo)準(zhǔn)接口標(biāo)準(zhǔn)化為AHB主/從設(shè)備接口。本文提出了一種新的基于ARM的Soc通用平臺設(shè)計寄存器總線標(biāo)準(zhǔn)接口,，這種設(shè)計使整個系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)清晰,，增強系統(tǒng)的通用性與系統(tǒng)中功能模塊的可移植性,。

ASB

ASB總線主要用于高性能系統(tǒng)模塊。ASB是可用于AHB不需要的高性能特性的芯片設(shè)計上可選的系統(tǒng)總線,。ASB也支持高性能處理器,，片上內(nèi)存，片外內(nèi)存提供接口和慢速外設(shè),。ASB總線是位于APB總線架構(gòu)之上的用于高性能的總線協(xié)議,，它有如下特點：

  突發(fā)連續(xù)傳輸

  單管道數(shù)據(jù)傳輸

  多總線主控制器

ASB總線通過DMA和DSP，允許在總線上存在一個或多個主控制器,。雖然APB總線上可以掛接慢速外設(shè),，但是也允許在ASB上掛接一些慢速外設(shè)作為從設(shè)備，不過它們通常還是掛接在APB總線上,。

APB

APB總線接口協(xié)議是AMBA協(xié)議層次結(jié)構(gòu)中的一部分,，它是高度優(yōu)化的連接低功耗外設(shè)的精簡接口。APB看起來是一個本地的二級總線接口協(xié)議,，用作AHB,，ASB總線協(xié)議的從設(shè)備接口。APB橋是從控制器模塊用來保證不同總線數(shù)據(jù)的有效傳輸和不同總線上控制信號的轉(zhuǎn)發(fā)處理,。APB應(yīng)該用于連接低帶寬，且不需求高性能數(shù)據(jù)傳輸?shù)耐庠O(shè),。最新的APB總線協(xié)議規(guī)定了所有的信號傳遞都發(fā)生在時鐘的上升沿,。這樣設(shè)計有以下優(yōu)勢：

  易于實現(xiàn)高頻率操作

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

  通過單時鐘操作簡化靜態(tài)時序

  no special considerations are required for automatic test insertion

  許多ASIC庫在上升沿寄存器有更好的選擇

  簡化整合的時鐘模擬器

上述的優(yōu)勢也說明APB總線可以更好的鏈接最新的AHB總線接口。

APB總線協(xié)議包含一個APB橋,，它用來將AHB,，ASB總線上的控制信號轉(zhuǎn)化為APB從設(shè)備控制器上可用信號。APB總線上所有的外設(shè)都是從設(shè)備,，這些從設(shè)備有以下特點：

  接收有效的地址和控制訪問

  當(dāng)APB上的外設(shè)處于非活動狀態(tài)時,，可以將這些外設(shè)處于0功耗狀態(tài)

  譯碼器可以通過選通信號，提供輸出時序（非鎖定接口）

  訪問時可執(zhí)行數(shù)據(jù)寫入

APB主要用于低帶寬的周邊外設(shè)之間的連接,，例如UART,、1284等，它的總線架構(gòu)不像AHB支持多個主模塊,，在APB里面唯一的主模塊就是APB 橋,。其特性包括：兩個時鐘周期傳輸；無需等待周期和回應(yīng)信號,；控制邏輯簡單,，只有四個控制信號。

1)系統(tǒng)初始化為IDLE狀態(tài),，此時沒有傳輸操作,，也沒有選中任何從模塊,。

2)當(dāng)有傳輸要進行時，PSELx=1,，PENABLE=0,，系統(tǒng)進入SETUP狀態(tài)，并只會在SETUP 狀態(tài)停留一個周期,。當(dāng)PCLK的下一個上升沿時到來時,，系統(tǒng)進入ENABLE 狀態(tài)。

3)系統(tǒng)進入ENABLE狀態(tài)時,，維持之前在SETUP 狀態(tài)的PADDR,、PSEL、PWRITE不變,，并將PENABLE置為1,。傳輸也只會在ENABLE狀態(tài)維持一個周期，在經(jīng)過SETUP與ENABLE狀態(tài)之后就已完成,。之后如果沒有傳輸要進行,，就進入IDLE狀態(tài)等待；如果有連續(xù)的傳輸,，則進入SETUP狀態(tài),。

轉(zhuǎn)換

大多數(shù)掛在總線上的模塊(包括處理器)只是單一屬性的功能模塊：主模塊或者從模塊。主模塊是向從模塊發(fā)出讀寫操作的模塊,，如CPU,，DSP等；從模塊是接受命令并做出反應(yīng)的模塊,，如片上的RAM,，AHB/APB 橋等。另外,，還有一些模塊同時具有兩種屬性,，例如直接存儲器存取(DMA)在被編程時是從模塊，

但在系統(tǒng)讀傳輸數(shù)據(jù)時必須是主模塊,。如果總線上存在多個主模塊,，就需要仲裁器來決定如何控制各種主模塊對總線的訪問。雖然仲裁規(guī)范是AMBA總線規(guī)范中的一部分,，但具體使用的算法由RTL設(shè)計工程師決定,，其中兩個最常用的算法是固定優(yōu)先級算法和循環(huán)制算法。AHB總線上最多可以有16個主模塊和任意多個從模塊,，如果主模塊數(shù)目大于16,，則需再加一層結(jié)構(gòu)(具體參閱ARM公司推出的Multi-layer AHB規(guī)范)。APB 橋既是APB總線上唯一的主模塊,，也是AHB系統(tǒng)總線上的從模塊,。其主要功能是鎖存來自AHB系統(tǒng)總線的地址,、數(shù)據(jù)和控制信號，并提供二級譯碼以產(chǎn)生APB外圍設(shè)備的選擇信號,，從而實現(xiàn)AHB協(xié)議到APB協(xié)議的轉(zhuǎn)換,。

特性總結(jié)

AHB特性：

高性能，數(shù)據(jù)傳輸,，多總線主控制器,，突發(fā)連續(xù)傳輸，分 步傳輸

ASB特性：

高性能,，數(shù)據(jù)傳輸,，多總線主控制器，突發(fā)連續(xù)傳輸

APB特性：

低功耗,，尋址控制,，支持簡單接口協(xié)議，支持多種外設(shè)

APB通過橋接高帶寬,、高性能總線,，提供基本的微控制器二級總線，通常該總線上的外設(shè)有以下特點：

支持映射寄存器接口

對帶寬沒有很高的要求

通過編程實現(xiàn)對外設(shè)進行控制