AHB vs AXI: Razlika i usporedba

AHB i AXI su majstori autobusa. Oba ova mastera sabirnice dio su sabirnice AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture). To je cilj prema dizajnu sustava visokih performansi, propusnosti i frekvencije.

Oba mastera sabirnice su u korelaciji iako se razlikuju u mnogim aspektima, a razlike su spomenute u ovom članku u nastavku.

Ključni za poneti

1. AHB (Advanced High-performance Bus) je protokol za prijenos podataka visokih performansi i niske latencije. U isto vrijeme, AXI (Advanced eXtensible Interface) je napredniji protokol sabirnice koji pruža veću propusnost i fleksibilnost.
2. AHB koristi takt s jednim rubom, dok AXI koristi takt s dvostrukim rubom, što rezultira bržim brzinama prijenosa podataka u AXI-ju.
3. AHB podržava fiksnu duljinu cjevovoda, dok AXI dopušta varijabilnu, što omogućuje veću izvedbu i prilagodbu.

AHB protiv AXI

AHB (Advanced High-performance Bus) je protokol sabirnice koji je razvio ARM i široko se koristi u SoC-ovima srednje i visoke klase. AXI (Advanced eXtensible Interface) također je protokol sabirnice koji je razvio ARM i najnovija je verzija obitelji protokola AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture).

Napredna sabirnica visokih performansi je jednokanalna sabirnica koja je ARM-ov vrlo popularan protokol. Podržava jednu neizvršenu transakciju po glavnoj sabirnici. Latencije sabirnice od AHB započeti s transakcijama od 16 bajta.

Neke značajke AHB-a su protokol takta s jednim rubom, podijeljene transakcije, velike širine sabirnice, zaključani prijenosi.

AXI je višekanalna sabirnica s 5 kanala koji su kanal za čitanje podataka, kanal za pisanje podataka, kanal za čitanje adrese, kanal za pisanje adrese i kanal za pisanje odgovora. AXI podržava više otvorenih transakcija.

Latencije sabirnice AXI-ja počinju od transakcija od 64 bajta. Neke značajke AXI-ja su QoS, stroboskopi pisanja, full-duplex način komunikacije itd.

Tabela za usporedbu

Parametri usporedbe	AHB	AXI
Cijela forma	Napredni autobus visokih performansi	Napredno proširivo sučelje
Kanal	To je jednokanalni autobus.	To je višekanalna sabirnica.
Značajke	Prekid ranog bursta, zaključani prijenosi	QoS, Write Data Interleaving, neusklađeni prijenos podataka, bajtova nepromjenjivost.
Adresni prostor dodijeljen jednom podređenom uređaju	To je 1 KB za AHB.	To je 4 KB za AXI.
Duljine praska	Duljine praska za AHB su 1, 2, 6, 16. (osim za INCR tipove)	Duljine praska su od 1-16 za AXI3 i od 1-256 za AXI4.

Što je AHB?

AHB je kratica za Napredni autobus visokih performansi. To je jednokanalna sabirnica koja je također zajednička sabirnica koja ima jedan adresni kanal, kanal podataka za čitanje i kanal podataka za pisanje.

Svaki od mastera sabirnice u AHB povezuje se na jednokanalnu zajedničku sabirnicu. AHB ima samo dva ciklusa sabirnice u jednostavnoj transakciji, fazi adrese i naknadnoj fazi podataka. AHB ima velike širine sabirnice.

U AHB-u, ako korisnik ne može zadovoljiti zahtjeve vremena, tada ne podržava cjevovod koji se registrira na svom putu.

A zbog svoje nemogućnosti da podrži umetanje registara cjevovoda, ne omogućuje veću frekvenciju i umjesto toga ograničava maksimalnu frekvenciju za dizajn.

AHB ne podržava značajku QoS, stroboskope pisanja, a Exclusive podržava. Podržava samo zaključane prijenose. Ima malu disipaciju snage i ograničenu propusnost. Također, duljine praska u AHB su fiksne.

Oni su 1, 2, 6, 16 osim u slučaju INCR. U INCR-u prasak može imati bilo koju duljinu iako se ne dijeli koliko će dugo biti. Također, može imati bilo koju duljinu samo dok ne prelazi 4K.

AHB je u AMBA verziji 2 uveo ARM društvo s ograničenom odgovornošću i bio je vrlo popularan protokol sve dok nova verzija AXI nije predstavljena.

Što je AXI?

AXI označava napredno proširivo sučelje. To je višekanalna sabirnica dizajnirana za komunikaciju na čipu. To je visokoučinkovito, visokofrekventno komunikacijsko sučelje punog dupleksa.

U AXI-u postoji 5 kanala i svaki je neovisan o drugom.

Kanali su kanal adrese za pisanje (AW), kanal podataka za pisanje (W), kanal podataka za čitanje aka R (s njim se šalje i odgovor za čitanje), kanal za adresu za čitanje (AR) i kanal za odgovor za pisanje (B).

Budući da AXI ima 5 paralelnih kanala, naviknuto je na mnogo žica položiti izgled. Korisnik može umetnuti pipeline registar bilo gdje na putu bilo kojeg od kanala i zbog toga AXI omogućuje veću frekvenciju rada.

Neke od značajki koje ima AXI su neusklađeni prijenos podataka (pomoću stroboskopa), odvojena adresa/kontrola, faze podataka, nepromjenjivost bajtova, transakcije temeljene na burstima s izdanom početnom adresom, QoS, dovršetak transakcija izvan reda, preplitanje podataka za pisanje i atomsko operacije.

Doista, AXI ima dodatne mehanizme signalizacije kao što su AxRegion i AxUser.

U AXI-ju može postojati više prijenosa podataka za jedan zahtjev, što znači da je to protokol koji se temelji na burstu. Olakšava kada se velika količina podataka mora prenijeti s ili na adrese određenog uzorka.

Postoje tri vrste praska u AXI: FIXED, INCR i WRAP. Duljina ovih praska je poznata od početka i može biti od 1-16 za AXI3 i 1-256 za AXI4.

Glavne razlike između AHB i AXI

1. AHB je kratica za Advanced High-performance Bus, što je jednokanalna sabirnica. Dok je AXI višekanalna sabirnica i kratica je za Advanced eXtensible Interface.
2. AHB ne podržava dovršetak "transakcije izvan naloga", dok AXI podržava dovršetak "transakcije izvan reda".
3. AHB ima malu disipaciju snage dok AXI ima veliku disipaciju snage.
4. Iskorištenje AHB sabirnice veće je u usporedbi s korištenjem AXI jer AXI koristi 50% više energije.
5.  Neusklađeni prijenos podataka pomoću stroboskopa i invarijantnosti bajtova neke su od značajki koje AHB ne podržava, ali AXI podržava.
6. AHB ne podržava stroboskope pisanja dok ga AXI podržava.
7. AHB podržava zaključani prijenos. Dok u slučaju AXI-ja, AXI 3 podržava zaključani prijenos, dok AXI4 ne podržava.
8. AHB ne podržava ekskluzivne prijenose, dok ih AXI podržava.
9. Latencije sabirnice AHB glavnog sabirnice počinju niže u usporedbi s onima kod AXI-a.

Reference

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

Zadnje ažuriranje: 11. lipnja 2023