AHB vs AXI: Forskel og sammenligning

AHB og AXI er begge busmestre. Begge disse busmastere er en del af AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) Bus. Det er et mål for systemdesign med høj ydeevne, båndbredde og frekvens.

Begge busmestrene er korrelerede, selvom de er forskellige i mange aspekter, og forskellene er nævnt i denne artikel nedenfor.

Nøgleforsøg

1. AHB (Advanced High-performance Bus) er en protokol til højtydende dataoverførsler med lav latens. Samtidig er AXI (Advanced eXtensible Interface) en mere avanceret busprotokol, der giver højere gennemløb og fleksibilitet.
2. AHB bruger et enkeltkantsur, mens AXI bruger et dobbeltkantsur, hvilket resulterer i hurtigere dataoverførselshastigheder i AXI.
3. AHB understøtter en fast pipelinelængde, mens AXI giver mulighed for en variabel, hvilket muliggør højere ydeevne og tilpasning.

AHB vs AXI

AHB (Advanced High-performance Bus) er en busprotokol udviklet af ARM og er meget udbredt i medium til high-end SoC'er. AXI (Advanced eXtensible Interface) er også en busprotokol udviklet af ARM og er den seneste version af AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) protokolfamilien.

Advanced High-performance Bus er en enkelt kanal Bus, som er ARMs meget populære protokol. Det understøtter en enkelt udestående transaktion pr. busmaster. Bussens latenser af AHB start ved 16 byte transaktioner.

Nogle funktioner i AHB er single-edge clock protokol, opdelte transaktioner, store busbredder, låste overførsler.

AXI er en multi-kanal bus med 5 kanaler som er Læs datakanal, Skriv datakanal, Læs adressekanal, Skriv adressekanal og Skriv svarkanal. AXI understøtter flere udestående transaktioner.

Buslatenserne for AXI starter ved 64 byte transaktioner. Nogle funktioner i AXI er QoS, Write strobes, fuld duplex kommunikationstilstand osv.

Sammenligningstabel

Parametre for sammenligning	AHB	niende klasse
Fuld form	Avanceret højtydende bus	Avanceret udvidelsesbar grænseflade
Kanal	Det er en enkelt-kanal bus.	Det er en multi-kanal bus.
Funktionalitet	Tidlig burst-afslutning, låste overførsler	QoS, Write Data Interleaving, ujusteret dataoverførsel, byte-invarians.
Adresseplads tildelt til en enkelt slave	Det er 1 KB for AHB.	Det er 4 KB for AXI.
Sprænglængder	Sprænglængder for AHB er 1, 2, 6, 16. (undtagen INCR-typer)	Burstlængder er fra 1-16 for AXI3 og fra 1-256 for AXI4.

Hvad er AHB?

AHB står for Avanceret højtydende bus. Det er en enkelt-kanal bus, som også er en delt bus med én adressekanal, en læsedatakanal og en skrivedatakanal.

Hver af busmasterne i AHB forbinder til en enkelt-kanals delt bus. AHB har kun to buscyklusser i en simpel transaktion, en adressefase og en efterfølgende datafase. AHB har store busbredder.

I AHB, hvis en bruger ikke er i stand til at opfylde tidskravene, understøtter den ikke den pipeline, der registrerer i sin vej.

Og på grund af dens manglende evne til at understøtte indsættelse af pipeline-registre, muliggør den ikke højere frekvens og begrænser i stedet den maksimale frekvens for designet.

AHB understøtter ikke QoS-funktionen, skrive-strober, og den eksklusive understøtter ikke. Det understøtter kun låste overførsler. Den har lavt strømforbrug og begrænset gennemløb. Også burst-længderne i AHB er faste.

De er 1, 2, 6, 16 undtagen tilfældet med INCR. I INCR kan burst have en hvilken som helst længde, men hvor lang den vil være, deles ikke. Den kan også have en hvilken som helst længde, indtil den ikke går på tværs af 4K.

AHB blev introduceret i AMBAversion 2 af ARM aktieselskab og det var en meget populær protokol, indtil den nye version AXI ikke blev introduceret.

Hvad er AXI?

niende klasse står for Advanced eXtensible Interface. Det er en multi-kanal bus designet til on-chip kommunikation. Det er en højtydende, højfrekvent kommunikationsgrænseflade i fuld duplekstilstand.

Der er 5 kanaler i AXI, og hver enkelt er uafhængig af hinanden.

Kanalerne er Skriv adressekanal (AW), Skriv datakanal (W), Læs datakanal aka R (Læsesvar sendes også med den), Læs adressekanal (AR) og Skriv svarkanal (B).

Da AXI har 5 parallelle kanaler kørende, er mange ledninger vant til lægge layoutet. En bruger kan indsætte et pipeline-register hvor som helst i stien til enhver af kanalerne, og på grund af det muliggør AXI en højere driftsfrekvens.

Nogle af funktionerne, som AXI har, er ujusteret dataoverførsel (ved hjælp af strober), separat adresse/kontrol, datafaser, byte-invarians, burst-baserede transaktioner med udstedt startadresse, QoS, ude af drift transaktionsfuldførelse, Write Data Interleaving og atomic operationer.

Faktisk har AXI yderligere signalmekanismer som AxRegion og AxUser.

Der kan være flere dataoverførsler for en enkelt anmodning i AXI, hvilket betyder, at det er en burst-baseret protokol. Det gør det nemmere, når en stor mængde data skal overføres fra eller til adresser i et bestemt mønster.

Der er tre typer bursts i AXI: FIXED, INCR og WRAP. Længden af ​​disse bursts er kendt fra starten, og de kan være fra 1-16 for AXI3, mens 1-256 for AXI4.

Vigtigste forskelle mellem AHB og AXI

1. AHB står for Advanced High-performance Bus, som er en enkelt kanal bus. Mens AXI er en multi-channel bus og står for Advanced eXtensible Interface.
2. AHB understøtter ikke fuldførelse af "out-of-order-transaktion", mens AXI understøtter fuldførelse af "out-of-order-transaktion".
3. AHB har lav effekttab, mens AXI har høj effekttab.
4. AHB Bus-udnyttelsen er højere sammenlignet med AXI-udnyttelsen, da AXI bruger 50 % mere strøm.
5.  Ujusteret dataoverførsel ved hjælp af strobe og byte-invarians er nogle af de funktioner, som AHB ikke ville understøtte, men som AXI understøtter.
6. AHB understøtter ikke skrive-strober, mens AXI understøtter det.
7. AHB understøtter den låste overførsel. Mens i tilfældet med AXI, understøtter AXI 3 den låste overførsel, mens AXI4 ikke gør det.
8. AHB understøtter ikke de eksklusive overførsler, mens AXI understøtter dem.
9. Buslatenserne for AHB-busmasteren starter lavere sammenlignet med AXI'ernes.

Referencer

1. https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/8704549/

Sidst opdateret: 11. juni 2023