1、AMBA概述

高级微控制器总线结构Advanced Microcontroller Bus Architecture（AMBA）定义了高性能嵌入式微控制器的通信标准。ABMA2.0包括了AHB、ASB、APB，不仅是一种接口标准，更是一种互联模块。

• 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。

• 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。

• Advanced Peripheral Bus (APB)

  APB总线用于为慢速外设提供总线技术支持。APB是一种优化的，低功耗的，精简接口总线，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ASB的二级拓展总线。

2、典型的AMBA总线拓扑结构

3、AHB总线介绍

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：

• 突发连续传输

• 分步传输

• 单周期内主控制器处理

• 单时钟边沿操作

• 非三态操作

• 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。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：

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。

• 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。

• 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。

• 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。

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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。高性能，数据传输，多总线主控制器，突发连续传输。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：

• 突发连续传输

• 单管道数据传输

• 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。

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APB总线

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：

• 易于实现高频率操作

• 通过单时钟操作简化静态时序

• 许多ASIC库在上升沿寄存器有更好的选择

• 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：

• 接收有效的地址和控制访问

• 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

• 译码器可以通过选通信号，提供输出时序（非锁定接口）

• 访问时可执行数据写入