AHB と APB: 違いと比較

AHB (アドバンスト ハイパフォーマンス バス) と APB (アドバンスト ペリフェラル バス) は、ARM ベースのシステムで一般的に使用される 2 つの異なるバスです。 AHB は、プロセッサやメモリなどの高速コンポーネントを接続するために設計された高性能バスで、高帯域幅と低遅延の通信を提供します。一方、APB は周辺機器の接続を目的とした低速バスであり、低速コンポーネントに対してよりシンプルで電力効率の高いインターフェイスを提供します。

主要な取り組み

1. AHB (Advanced High-performance Bus) は、高速周辺機器を接続する高性能バス プロトコルです。 同時に、APB (Advanced Peripheral Bus) は、低速の周辺機器を接続するための低電力バス プロトコルです。
2. AHB はチップ上の異なるコンポーネント間の高速通信に使用され、APB はプロセッサと他の周辺機器間の低速通信に使用されます。
3. AHB は同期プロトコルですが、APB は非同期プロトコルです。

AHB対APB

AHB (アドバンスト ハイパフォーマンス バス) は、高性能、高クロック周波数のシステム モジュールに使用される ARM テクノロジー バス システムの一種です。 APB (Advanced Peripheral Bus) は、ARM テクノロジーのバス システムの一種で、低帯域幅、低電力の周辺機器に使用され、複雑さが軽減され、低コストのインターフェイスを提供します。

AHB は ARM Ltd の Advanced で最初に提案されたバス プロトコルのようです。 マイクロコントローラ バス設計バージョン 2 の発行。 ほとんどの場合、AHB では、基本的なトランザクションはアドレス指定フェーズとそれに続くデータ フェーズで構成されます。 MUX は、特定のデバイスへのアクセスを制限するために使用され、現時点では XNUMX つのバス マスターのみが使用できるようにします。

APB (Advanced Peripheral Bus) は、低速の電子機器向けに設計された、シンプルで比較的容量の少ない小型の周辺バスです。 SoC プロセッサ、ストレージ ドライバー、オンチップ ストレージ、および DMA センサーはすべて、一般的なセットアップではネットワーク インターフェイスからぶら下がっています。 プロセッサの高架バス リンクを担当します。

比較表

機能	AHB (アドバンスト・ハイパフォーマンス・バス)	APB (アドバンスト ペリフェラル バス)
目的	高速周辺機器とメモリを接続します	低速周辺機器を接続します
性能	高帯域幅、低遅延	低帯域幅、高遅延
データ転送サイズ	最大 16 ビート (32 または 64 ビット)	最大256バイト
複雑	より複雑な信号インターフェース	シンプルな信号インターフェース
マスターサポート	複数のマスターをサポート	シングルマスター (プロセッサー)
仲裁	複数のマスターの調停ロジックが必要	仲裁は必要ありません
消費電力	消費電力が高い	消費電力の低減
費用	導入にコストがかかる	導入コストが低い
代表的な周辺機器	CPU、DMAコントローラ、高速メモリ	タイマー、GPIO、I2C、SPI

AHBとは？

アドバンスト ハイパフォーマンス バス (AHB) は、ARM ベースのシステムで広く使用されているシステム バス アーキテクチャです。これは、さまざまなハードウェア コンポーネント間の高速通信を促進する重要なコンポーネントとして機能し、堅牢で効率的なデータ転送インフラストラクチャを提供します。

特徴と特徴

1. ハイパフォーマンス： AHB は高性能データ転送用に設計されており、プロセッサやメモリなどの重要なシステム コンポーネントの接続に適しています。そのアーキテクチャは高速かつ効率的な通信をサポートし、最新の組み込みシステムの要求を満たします。
2. バースト転送機能: AHB にはバースト転送機能が組み込まれており、単一のバス サイクルで複数のデータ転送が可能です。この機能により、バスに接続されたマスター デバイスとスレーブ デバイス間のデータ交換の全体的な効率が向上します。
3. 多層バスアーキテクチャ: AHB は、AHB マスター、AHB スレーブ、システム バス マトリックスを含む多層アーキテクチャを特徴としています。この階層構造により効率的な接続が容易になり、さまざまな周辺機器やコンポーネントがシームレスに通信できるようになります。
4. 分割トランザクションのサポート: AHB は分割トランザクションをサポートしており、マスター デバイスが他のタスクを実行している間にバスを一時的に解放できるようになります。この機能により、動的なシステム シナリオにおけるバス全体の使用率と応答性が向上します。
5. スケーラビリティ： AHB バス アーキテクチャは拡張性があり、さまざまなシステムの複雑さに対応します。組み込みシステムの特定の要件に基づいてスケールアップまたはスケールダウンする柔軟性を提供し、多様なアプリケーション シナリオに適応できるようにします。

アプリケーション

AHB は、マイクロコントローラー、デジタル信号プロセッサ、重要なコンポーネント間の高速かつ効率的なデータ転送を必要とするその他の組み込みシステムなど、さまざまなアプリケーションで一般的に利用されています。

APBとは？

Advanced Peripheral Bus (APB) は、ARM ベースのシステムで広く使用されているバス アーキテクチャであり、特に周辺機器をシステムに接続するために設計されています。低速の周辺機器に低電力で効率的な通信インターフェイスを提供します。

主な機能

1. シンプルさと効率性:
   • APB はそのシンプルさが特徴で、低速の周辺機器の接続に適しています。
   • 単純なシングルマスター、マルチスレーブのアーキテクチャを利用し、周辺機器との通信を合理化します。
2. 低速デバイス:
   • APB は、タイマー、UART、I/O コントローラーなどの低速周辺機器とのインターフェースに最適です。
   • バスアーキテクチャにより消費電力が最適化され、高速通信を必要としないデバイスに適しています。
3. クロックドメインの独立性:
   • APB はシステム クロックとは独立して動作するため、ペリフェラルが独自のクロック ドメインを持つことができます。
   • この機能により、システム全体のパフォーマンスに影響を与えることなく、さまざまなクロック要件を持つ周辺機器を柔軟に接続できるようになります。
4. 同期操作:
   • APB は同期して動作するため、設計が簡素化され、予測可能なタイミング特性が確保されます。
   • APB の同期特性により、マイクロコントローラーと接続された周辺機器間のデータの統合と同期が容易になります。

ユースケース

APB は、さまざまな周辺機器を主処理装置と接続する必要があるマイクロコントローラーや組み込みシステムで広く使用されています。その設計はリソース効率とシンプルさに重点を置いており、低消費電力と適度なデータ転送速度が重要なアプリケーションに最適です。

AHBとAPBの主な違い

• 目的：
  • AHB (アドバンスト・ハイパフォーマンス・バス): プロセッサやメモリなどの重要なコンポーネント間の高性能通信のために設計されています。
  • APB (アドバンスト ペリフェラル バス): 周辺機器の接続に合わせて調整されており、低速コンポーネント向けに、よりシンプルで電力効率の高いインターフェイスを提供します。
• 速度と帯域幅:
  • AHB: 高帯域幅と低遅延の通信を提供し、高速コンポーネント間の高速データ転送に適しています。
  • APB: 低速の周辺機器を対象としており、高速データ転送よりもシンプルさと効率性を重視しています。
• デバイスタイプ：
  • AHB: 主に、システム内のプロセッサ、メモリ、その他の高性能コンポーネントを接続するために使用されます。
  • APB: タイマー、UART、I/O コントローラーなどの低速周辺デバイスとのインターフェース用に特別に設計されています。
• 複雑：
  • AHB: 複数のマスターとスレーブをサポートする、より複雑なアーキテクチャを備えており、高性能システムに適しています。
  • APB: シングルマスター、マルチスレーブのアーキテクチャを使用したシンプルさが特徴で、それほど複雑でない周辺機器の接続に適しています。
• クロックドメイン:
  • AHB: 通常はシステム クロックと同期して動作し、コンポーネント間のデータ転送が確実に調整されます。
  • APB: システム クロックとは独立して動作するため、ペリフェラルが独自のクロック ドメインを持つことができ、クロック管理が柔軟になります。
• 使用事例：
  • AHB: 高度なマイクロプロセッサなど、重要なコンポーネント間の高速通信が不可欠なシナリオで一般的に使用されます。
  • APB: データ転送要件が低いさまざまな周辺機器を接続する必要があるマイクロコントローラーや組み込みシステムで広く使用されています。
• 消費電力：
  • AHB: 高性能のデータ転送を重視し、消費電力の増加につながる可能性があります。
  • APB: 消費電力を低減するように最適化されており、通信要件がそれほど厳しくないデバイスに適しています。

参考情報

1. https://d1wqtxts1xzle7.cloudfront.net/51490114/O0701018790.pdf?1485238518=&response-content-disposition=inline%3B+filename%3DDesign_And_Verification_of_AMBA_APB_Prot.pdf&Expires=1623271280&Signature=Jz2ICAKVzQmveWgfRO7i5x7hVnLxHfPfJx9sFjW9YYmv5JEYx6c1sCo-Pdaw3nLr5qVfbdLpvxE1M9cppaTzyJqR0S5O13qwG4XzdqUWrZsJ5WJKuPN7pz2JlI3ym4hwD4UryjpoCi0tPj~iZQMKooMoFY20hbyibUPFfNB9-f4NUbLXAKPgxEySwwZYpJz7LKH9tykDntnFU18uvaEgoFkF5vJasCP~mn6Df5j-d7EIHn5OaqEpx1HvfxVV-yKc~LDHAoaE8IEUJUgLXp9Fd4Z~eVYVT5SOhB3TCZtCaeTv~yrhs1zdR-McSMPxQTmpyqiEfZc0ylMK96NgmdWDvg__&Key-Pair-Id=APKAJLOHF5GGSLRBV4ZA
2. https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1388245713009711