AHB vs AXI: Διαφορά και σύγκριση

Η AHB και η AXI είναι και οι δύο κύριοι λεωφορείων. Και οι δύο αυτοί κύριοι διαύλου αποτελούν μέρος του διαύλου AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture). Αποτελεί στόχο σχεδιασμού συστήματος υψηλής απόδοσης, εύρους ζώνης και συχνότητας.

Και οι δύο πλοίαρχοι λεωφορείων συσχετίζονται αν και είναι διαφορετικοί από πολλές απόψεις και οι διαφορές αναφέρονται σε αυτό το άρθρο παρακάτω.

Βασικές τακτικές

1. Το AHB (Advanced High-performance Bus) είναι ένα πρωτόκολλο για μεταφορά δεδομένων υψηλής απόδοσης και χαμηλής καθυστέρησης. Ταυτόχρονα, το AXI (Advanced eXtensible Interface) είναι ένα πιο προηγμένο πρωτόκολλο διαύλου που παρέχει υψηλότερη απόδοση και ευελιξία.
2. Το AHB χρησιμοποιεί ένα ρολόι μίας άκρης, ενώ το AXI χρησιμοποιεί ένα ρολόι διπλής ακμής, με αποτέλεσμα ταχύτερους ρυθμούς μεταφοράς δεδομένων στο AXI.
3. Το AHB υποστηρίζει ένα σταθερό μήκος αγωγού, ενώ το AXI επιτρέπει ένα μεταβλητό, επιτρέποντας υψηλότερη απόδοση και προσαρμογή.

AHB εναντίον AXI

Το AHB (Advanced High-performance Bus) είναι ένα πρωτόκολλο διαύλου που αναπτύχθηκε από την ARM και χρησιμοποιείται ευρέως σε SoC μεσαίου έως υψηλού επιπέδου. Το AXI (Advanced eXtensible Interface) είναι επίσης ένα πρωτόκολλο διαύλου που αναπτύχθηκε από την ARM και είναι η πιο πρόσφατη έκδοση της οικογένειας πρωτοκόλλων AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture).

Το Advanced High-performance Bus είναι ένας μονοκαναλικός δίαυλος που είναι πολύ δημοφιλές πρωτόκολλο των ARM. Υποστηρίζει μια ενιαία εκκρεμή συναλλαγή ανά κύριο λεωφορείο. Οι καθυστερήσεις λεωφορείων του AHB ξεκινούν από συναλλαγές 16 Byte.

Μερικά χαρακτηριστικά του AHB είναι το πρωτόκολλο ρολογιού μίας άκρης, οι διαχωρισμένες συναλλαγές, τα μεγάλα πλάτη διαύλου, οι κλειδωμένες μεταφορές.

Το AXI είναι ένας πολυκαναλικός δίαυλος με 5 κανάλια τα οποία είναι κανάλι δεδομένων ανάγνωσης, κανάλι δεδομένων εγγραφής, κανάλι διεύθυνσης ανάγνωσης, κανάλι διεύθυνσης εγγραφής και κανάλι απόκρισης εγγραφής. Το AXI υποστηρίζει πολλαπλές εκκρεμείς συναλλαγές.

Οι καθυστερήσεις διαύλου του AXI ξεκινούν από συναλλαγές 64 Byte. Ορισμένα χαρακτηριστικά του AXI είναι QoS, strobes εγγραφής, λειτουργία επικοινωνίας full-duplex κ.λπ.

Συγκριτικός πίνακας

Παράμετροι σύγκρισης	AHB	ΑΧΙ
Πλήρη μορφή	Προηγμένο λεωφορείο υψηλών επιδόσεων	Προηγμένη επεκτάσιμη διεπαφή
Κανάλι	Είναι μονοκάναλο λεωφορείο.	Είναι ένα λεωφορείο πολλαπλών καναλιών.
Χαρακτηριστικά	Πρώιμος τερματισμός ριπής, κλειδωμένες μεταφορές	QoS, Διαπλοκή δεδομένων εγγραφής, μη ευθυγραμμισμένη μεταφορά δεδομένων, αναλλοίωτη byte.
Χώρος διεύθυνσης που έχει εκχωρηθεί για μία μόνο υποτελή	Είναι 1 KB για AHB.	Είναι 4 KB για το AXI.
Μήκη ριπής	Τα μήκη ριπής για AHB είναι 1, 2, 6, 16. (εκτός από τους τύπους INCR)	Τα μήκη ριπής είναι από 1-16 για το AXI3 και από 1-256 για το AXI4.

Τι είναι το AHB;

Το AHB σημαίνει Προηγμένο λεωφορείο υψηλής απόδοσης. Είναι ένας δίαυλος μονού καναλιού ο οποίος είναι επίσης ένας κοινόχρηστος δίαυλος που έχει ένα κανάλι διευθύνσεων, ένα κανάλι δεδομένων ανάγνωσης και ένα κανάλι δεδομένων εγγραφής.

Κάθε ένα από τα κύρια bus στο AHB συνδέεται σε ένα κοινόχρηστο λεωφορείο ενός καναλιού. Το AHB έχει μόνο δύο κύκλους διαύλου σε μια απλή συναλλαγή, μια φάση διεύθυνσης και μια επόμενη φάση δεδομένων. Το AHB έχει μεγάλα πλάτη λεωφορείων.

Στο AHB, εάν ένας χρήστης δεν είναι σε θέση να ανταποκριθεί στις απαιτήσεις χρονισμού, τότε δεν υποστηρίζει τον αγωγό που καταχωρείται στη διαδρομή του.

Και λόγω της αδυναμίας του να υποστηρίξει την εισαγωγή καταχωρητών σωλήνων, δεν ενεργοποιεί υψηλότερη συχνότητα και αντ' αυτού περιορίζει τη μέγιστη συχνότητα για το σχεδιασμό.

Το AHB δεν υποστηρίζει τη δυνατότητα QoS, δεν υποστηρίζει στροβοσκόπιες εγγραφής και τις Αποκλειστικές. Υποστηρίζει μόνο κλειδωμένες μεταφορές. Έχει χαμηλή απαγωγή ισχύος και περιορισμένη απόδοση. Επίσης, τα μήκη ριπής στο AHB είναι σταθερά.

Είναι 1, 2, 6, 16 εκτός από την περίπτωση του INCR. Στο INCR, η έκρηξη μπορεί να έχει οποιοδήποτε μήκος, αν και το πόσο θα είναι δεν είναι κοινόχρηστο. Επίσης, μπορεί να έχει οποιοδήποτε μήκος μόνο μέχρι να μην ξεπεράσει τα 4K.

Το AHB εισήχθη στην AMBAversion 2 από την ARM εταιρεία περιορισμένης ευθύνης και ήταν ένα πολύ δημοφιλές πρωτόκολλο μέχρι που δεν παρουσιάστηκε η νέα έκδοση του AXI.

Τι είναι το AXI;

ΑΧΙ σημαίνει Advanced Extensible Interface. Είναι ένας πολυκάναλος δίαυλος σχεδιασμένος για επικοινωνία στο τσιπ. Είναι μια διεπαφή επικοινωνίας υψηλής απόδοσης, υψηλής συχνότητας, Full-duplex mode.

Υπάρχουν 5 κανάλια στο AXI και το καθένα είναι ανεξάρτητο από το άλλο.

Τα κανάλια είναι Κανάλι διεύθυνσης εγγραφής (AW), κανάλι δεδομένων εγγραφής (W), κανάλι δεδομένων ανάγνωσης γνωστό και ως R (απόκριση ανάγνωσης αποστέλλεται επίσης μαζί του), κανάλι διεύθυνσης ανάγνωσης (AR) και κανάλι απόκρισης εγγραφής (Β).

Δεδομένου ότι το AXI έχει 5 παράλληλα κανάλια που τρέχουν, πολλά καλώδια είναι συνηθισμένα λαϊκός η διάταξη. Ένας χρήστης μπορεί να εισάγει έναν καταχωρητή αγωγών οπουδήποτε στη διαδρομή οποιουδήποτε από τα κανάλια και εξαιτίας αυτού, το AXI επιτρέπει υψηλότερη συχνότητα λειτουργίας.

Μερικές από τις δυνατότητες που διαθέτει το AXI είναι η μη ευθυγραμμισμένη μεταφορά δεδομένων (με χρήση στροβοσκοπικών), η ξεχωριστή διεύθυνση/έλεγχος, οι φάσεις δεδομένων, η αναλλοίωτη byte, οι συναλλαγές βάσει ριπής με εκδοθείσα διεύθυνση έναρξης, η QoS, η ολοκλήρωση συναλλαγής εκτός παραγγελίας, η διασύνδεση δεδομένων εγγραφής και η ατομική επιχειρήσεις.

Πράγματι, το AXI διαθέτει πρόσθετους μηχανισμούς σηματοδότησης όπως το AxRegion και το AxUser.

Μπορεί να υπάρχουν πολλαπλές μεταφορές δεδομένων για ένα μόνο αίτημα στο AXI, πράγμα που σημαίνει ότι είναι ένα πρωτόκολλο βασισμένο σε ριπή. Διευκολύνει όταν πρέπει να μεταφερθεί μεγάλος όγκος δεδομένων από ή προς διευθύνσεις ενός συγκεκριμένου μοτίβου.

Υπάρχουν τρεις τύποι ριπών στο AXI: FIXED, INCR και WRAP. Το μήκος αυτών των ριπών είναι γνωστό από την αρχή και μπορεί να είναι από 1-16 για το AXI3 ενώ 1-256 για το AXI4.

Κύριες διαφορές μεταξύ AHB και AXI

1. Το AHB σημαίνει Advanced High-performance Bus, το οποίο είναι ένας δίαυλος μονού καναλιού. Ενώ το AXI είναι ένας πολυκαναλικός δίαυλος και σημαίνει Advanced eXtensible Interface.
2. Η AHB δεν υποστηρίζει την ολοκλήρωση "εκτός παραγγελίας συναλλαγής", ενώ η AXI υποστηρίζει την ολοκλήρωση "συναλλαγή εκτός παραγγελίας".
3. Το AHB έχει χαμηλή απαγωγή ισχύος ενώ το AXI έχει υψηλή απαγωγή ισχύος.
4. Η χρήση του διαύλου AHB είναι υψηλότερη σε σύγκριση με τη χρήση του AXI, καθώς το AXI χρησιμοποιεί 50% περισσότερη ισχύ.
5.  Η μη ευθυγραμμισμένη μεταφορά δεδομένων με χρήση strobe και byte invariance είναι μερικές από τις δυνατότητες που η AHB δεν θα υποστήριζε αλλά υποστηρίζει το AXI.
6. Το AHB δεν υποστηρίζει strobes εγγραφής ενώ το AXI το υποστηρίζει.
7. Το AHB υποστηρίζει την κλειδωμένη μεταφορά. Ενώ στην περίπτωση του AXI, το AXI 3 υποστηρίζει την κλειδωμένη μεταφορά ενώ το AXI4 όχι.
8. Η AHB δεν υποστηρίζει τις αποκλειστικές μεταφορές ενώ η AXI τις υποστηρίζει.
9. Οι καθυστερήσεις διαύλου της κύριας μονάδας διαύλου AHB ξεκινούν χαμηλότερα σε σύγκριση με αυτές των AXI.

αναφορές

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

Τελευταία ενημέρωση: 11 Ιουνίου 2023