AHB vs AXI: diferencia y comparación

AHB y AXI son maestros de bus. Ambos maestros de bus son parte del bus AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture). Es un objetivo hacia el diseño de sistemas de alto rendimiento, ancho de banda y frecuencia.

Ambos maestros de bus están correlacionados, aunque son diferentes en muchos aspectos y las diferencias se mencionan en este artículo a continuación.

Puntos clave

1. AHB (Bus avanzado de alto rendimiento) es un protocolo para transferencias de datos de alto rendimiento y baja latencia. Al mismo tiempo, AXI (Advanced eXtensible Interface) es un protocolo de bus más avanzado que proporciona mayor rendimiento y flexibilidad.
2. AHB utiliza un reloj de un solo borde, mientras que AXI usa un reloj de doble borde, lo que da como resultado velocidades de transferencia de datos más rápidas en AXI.
3. AHB admite una longitud de tubería fija, mientras que AXI permite una variable, lo que permite un mayor rendimiento y personalización.

AHB frente a AXI

AHB (Bus avanzado de alto rendimiento) es un protocolo de bus desarrollado por ARM y se usa ampliamente en SoC de gama media a alta. AXI (Advanced eXtensible Interface) también es un protocolo de bus desarrollado por ARM y es la última versión de la familia de protocolos AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture).

El bus avanzado de alto rendimiento es un bus de un solo canal que es un protocolo muy popular de ARM. Admite una sola transacción pendiente por maestro de bus. Las latencias de bus de AHB comienzan en transacciones de 16 bytes.

Algunas características de AHB son el protocolo de reloj de un solo borde, transacciones divididas, anchos de bus grandes, transferencias bloqueadas.

AXI es un bus multicanal con 5 canales que son el canal de lectura de datos, el canal de escritura de datos, el canal de lectura de direcciones, el canal de escritura de direcciones y el canal de respuesta de escritura. AXI admite múltiples transacciones pendientes.

Las latencias de bus de AXI comienzan en transacciones de 64 bytes. Algunas características de AXI son QoS, escritura estroboscópica, modo de comunicación full-duplex, etc.

Tabla de comparación

Parámetros de comparación	AHB	AXIA
Forma completa	Bus avanzado de alto rendimiento	Interfaz ampliable avanzada
Channel	Es un bus de un solo canal.	Es un bus multicanal.
Caracteristicas	Terminación de ráfaga anticipada, transferencias bloqueadas	QoS, entrelazado de datos de escritura, transferencia de datos no alineados, invariancia de bytes.
Espacio de direcciones asignado para un solo esclavo	Es 1 KB para AHB.	Es de 4 KB para AXI.
Longitudes de ráfaga	Las longitudes de ráfaga para AHB son 1, 2, 6, 16 (excepto para los tipos INCR)	Las longitudes de ráfaga son de 1 a 16 para AXI3 y de 1 a 256 para AXI4.

¿Qué es AHB?

AHB significa Bus avanzado de alto rendimiento. Es un bus de un solo canal que también es un bus compartido que tiene un canal de dirección, un canal de lectura de datos y un canal de escritura de datos.

Cada uno de los maestros de bus en AHB se conecta a un bus compartido de un solo canal. AHB tiene solo dos ciclos de bus en una transacción simple, una fase de dirección y una fase de datos posterior. AHB tiene anchos de bus grandes.

En AHB, si un usuario no puede cumplir con los requisitos de tiempo, entonces no es compatible con la canalización que se registra en su ruta.

Y debido a su incapacidad para admitir la inserción de registros de tubería, no permite una frecuencia más alta y, en cambio, limita la frecuencia máxima para el diseño.

AHB no es compatible con la función QoS, las luces estroboscópicas de escritura y los soportes exclusivos. Solo admite transferencias bloqueadas. Tiene baja disipación de potencia y rendimiento limitado. Además, las longitudes de ráfaga en AHB son fijas.

Son 1, 2, 6, 16 salvo el caso de INCR. En INCR, la ráfaga puede tener cualquier longitud, aunque no se comparte cuánto durará. Además, puede tener cualquier longitud solo hasta que no supere los 4K.

AHB fue introducido en AMBA versión 2 por el ARM sociedad limitada y fue un protocolo muy popular hasta que no se introdujo la nueva versión AXI.

¿Qué es AXI?

AXIA significa Interfaz extensible avanzada. Es un bus multicanal diseñado para comunicación en chip. Es una interfaz de comunicación de modo Full-duplex de alto rendimiento y alta frecuencia.

Hay 5 canales en AXI y cada uno es independiente del otro.

Los canales son el canal de dirección de escritura (AW), el canal de datos de escritura (W), el canal de datos de lectura también conocido como R (la respuesta de lectura también se envía con él), el canal de dirección de lectura (AR) y el canal de respuesta de escritura (B).

Dado que AXI tiene 5 canales paralelos funcionando, se utilizan muchos cables para poner el diseño Un usuario puede insertar un registro de canalización en cualquier lugar de la ruta de cualquiera de los canales y, gracias a ello, AXI permite una mayor frecuencia de operación.

Algunas de las características que tiene AXI son la transferencia de datos no alineados (usando luces estroboscópicas), dirección/control separados, fases de datos, invariancia de bytes, transacciones basadas en ráfagas con dirección de inicio emitida, QoS, finalización de transacciones fuera de orden, entrelazado de datos de escritura y atómica. operaciones.

De hecho, AXI tiene mecanismos de señalización adicionales como AxRegion y AxUser.

Puede haber múltiples transferencias de datos para una sola solicitud en AXI, lo que significa que es un protocolo basado en ráfagas. Lo hace más fácil cuando se debe transferir una gran cantidad de datos desde o hacia direcciones de un patrón específico.

Hay tres tipos de ráfagas en AXI: FIXED, INCR y ENVOLVER. La duración de estas ráfagas se conoce desde el principio y pueden ser de 1 a 16 para AXI3 y de 1 a 256 para AXI4.

Principales diferencias entre AHB y AXI

1. AHB significa Bus de alto rendimiento avanzado, que es un bus de un solo canal. Mientras que AXI es un bus multicanal y significa Interfaz extensible avanzada.
2. AHB no admite la finalización de "transacciones fuera de servicio", mientras que AXI admite la finalización de "transacciones fuera de servicio".
3. AHB tiene una disipación de potencia baja, mientras que AXI tiene una disipación de potencia alta.
4. La utilización del bus AHB es mayor en comparación con la utilización de AXI, ya que AXI utiliza un 50 % más de energía.
5.  La transferencia de datos no alineada mediante luz estroboscópica y la invariancia de bytes son algunas de las funciones que AHB no admitiría, pero sí AXI.
6. AHB no admite luces estroboscópicas de escritura, mientras que AXI sí lo admite.
7. AHB admite la transferencia bloqueada. Mientras que en el caso de AXI, AXI 3 admite la transferencia bloqueada mientras que AXI4 no.
8. AHB no admite las transferencias exclusivas mientras que AXI las admite.
9. Las latencias de bus del maestro de bus AHB comienzan más bajas en comparación con las de los AXI.

Referencias

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

Última actualización: 11 de junio de 2023