AHB vs AXI: atšķirība un salīdzinājums

Gan AHB, gan AXI ir autobusu meistari. Abi šie kopnes maģistri ir daļa no AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) kopnes. Tas ir mērķis augstas veiktspējas, joslas platuma un frekvences sistēmas dizainam.

Abi autobusu vadītāji ir savstarpēji saistīti, lai gan tie atšķiras daudzos aspektos, un atšķirības ir minētas šajā rakstā tālāk.

Atslēgas

1. AHB (Advanced High-performance Bus) ir protokols augstas veiktspējas, zema latentuma datu pārsūtīšanai. Tajā pašā laikā AXI (Advanced eXtensible Interface) ir uzlabots kopnes protokols, kas nodrošina lielāku caurlaidspēju un elastību.
2. AHB izmanto vienas malas pulksteni, bet AXI izmanto dubulto malu pulksteni, kas nodrošina ātrāku datu pārsūtīšanas ātrumu AXI.
3. AHB atbalsta fiksētu cauruļvada garumu, savukārt AXI pieļauj mainīgu, nodrošinot lielāku veiktspēju un pielāgošanu.

AHB pret AXI

AHB (Advanced High-performance Bus) ir kopnes protokols, ko izstrādājis ARM, un to plaši izmanto vidējas un augstas klases SoC. AXI (Advanced eXtensible Interface) ir arī kopnes protokols, ko izstrādājis ARM, un tā ir jaunākā AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) protokolu saimes versija.

Uzlabotā augstas veiktspējas kopne ir viena kanāla kopne, kas ir ļoti populārs ARM protokols. Tā atbalsta vienu izcilu darījumu uz vienu autobusa galveno. Autobusu latentumi no AHB sākas ar 16 baitu darījumiem.

Dažas AHB funkcijas ir vienas malas pulksteņa protokols, sadalīti darījumi, lieli kopņu platumi, bloķēti pārsūtījumi.

AXI ir daudzkanālu kopne ar 5 kanāliem, kas ir datu nolasīšanas kanāls, rakstīšanas datu kanāls, adreses lasīšanas kanāls, adreses rakstīšanas kanāls un rakstīšanas atbildes kanāls. AXI atbalsta vairākus nenokārtotus darījumus.

AXI autobusu latentumi sākas ar 64 baitu transakcijām. Dažas AXI funkcijas ir QoS, Write strobos, pilna dupleksa komunikācijas režīms utt.

Salīdzināšanas tabula

Salīdzināšanas parametri	AHB	AXI
Pilna forma	Uzlabots augstas veiktspējas autobuss	Uzlabots paplašināms interfeiss
kanāls	Tā ir vienkanāla kopne.	Tā ir daudzkanālu kopne.
Apkalpošana	Priekšlaicīga sērijveida pārtraukšana, bloķēti pārskaitījumi	QoS, Write Data Interleaving, nesaskaņota datu pārsūtīšana, baitu nemainīgums.
Adreses vieta, kas piešķirta vienam palīgam	AHB tas ir 1 KB.	AXI tas ir 4 KB.
Pārrāvuma garums	AHB sērijas sērijas garums ir 1, 2, 6, 16. (izņemot INCR veidus)	Sērijveida sērijas garums ir no 1 līdz 16 AXI3 un no 1 līdz 256 AXI4.

Kas ir AHB?

AHB apzīmē Uzlabots augstas veiktspējas autobuss. Tā ir viena kanāla kopne, kas ir arī koplietota kopne ar vienu adreses kanālu, lasīšanas datu kanālu un rakstīšanas datu kanālu.

Katrs no AHB autobusu vadītājiem savienojas ar viena kanāla koplietošanas kopni. AHB ir tikai divi kopnes cikli vienkāršā darījumā, adreses fāze un nākamā datu fāze. AHB ir liels autobusu platums.

Ja lietotājs AHB nevar izpildīt laika prasības, tas neatbalsta konveijeru, kas reģistrējas tā ceļā.

Un, tā kā tā nespēj atbalstīt konveijera reģistru ievietošanu, tas neiespējo augstāku frekvenci un tā vietā ierobežo konstrukcijas maksimālo frekvenci.

AHB neatbalsta QoS funkciju, rakstīšanas strobus un ekskluzīvos atbalstus. Tā atbalsta tikai bloķētas pārsūtīšanas. Tam ir zema jaudas izkliede un ierobežota caurlaidspēja. Arī pārrāvuma garumi AHB ir fiksēti.

Tie ir 1, 2, 6, 16, izņemot INCR gadījumu. Izmantojot INCR, sērijveidā var būt jebkurš garums, lai gan tas, cik ilgs tas būs, netiek kopīgots. Turklāt tam var būt jebkurš garums, līdz tas nepārsniedz 4K.

ARM ieviesa AHB versijā AMBAversion 2 sabiedrība ar ierobežotu atbildību un tas bija ļoti populārs protokols, līdz netika ieviesta jaunā AXI versija.

Kas ir AXI?

AXI apzīmē Advanced eXtensible Interface. Tā ir daudzkanālu kopne, kas paredzēta saziņai mikroshēmā. Tā ir augstas veiktspējas, augstas frekvences pilna dupleksa režīma komunikācijas saskarne.

AXI ir 5 kanāli, un katrs no tiem ir neatkarīgs no otra.

Kanāli ir rakstīšanas adreses kanāls (AW), rakstīšanas datu kanāls (W), datu lasīšanas kanāls jeb R (ar to tiek nosūtīta arī lasīšanas atbilde), adreses lasīšanas kanāls (AR) un rakstīšanas atbildes kanāls (B).

Tā kā AXI darbojas 5 paralēli kanāli, tiek izmantoti daudzi vadi nolikt izkārtojumu. Lietotājs var ievietot konveijera reģistru jebkurā vietā jebkura kanāla ceļā, un tādēļ AXI nodrošina augstāku darbības frekvenci.

Dažas no AXI funkcijām ir nesaskaņota datu pārsūtīšana (izmantojot strobosus), atsevišķa adrese/vadība, datu fāzes, baitu nemainīgums, sērijveida transakcijas ar izsniegtu sākuma adresi, QoS, nepareiza darījuma pabeigšana, Write Data Interleaving un atomu operācijas.

Patiešām, AXI ir papildu signalizācijas mehānismi, piemēram, AxRegion un AxUser.

Vienam pieprasījumam AXI var būt vairākas datu pārsūtīšanas, kas nozīmē, ka tas ir uz sērijveida protokols. Tas atvieglo gadījumus, kad ir jāpārsūta liels datu apjoms no noteikta modeļa adresēm vai uz tām.

AXI ir trīs sēriju veidi: FIXED, INCR un WRAP. Šo sēriju garums ir zināms jau no paša sākuma, un tie var būt no 1 līdz 16 AXI3, bet 1-256 AXI4.

Galvenās atšķirības starp AHB un AXI

1. AHB apzīmē Advanced High-Performance Bus, kas ir viena kanāla kopne. Lai gan AXI ir daudzkanālu kopne un apzīmē Advanced eXtensible Interface.
2. AHB neatbalsta “ārpus pasūtījuma darījuma” pabeigšanu, savukārt AXI atbalsta “ārpus pasūtījuma darījuma” pabeigšanu.
3. AHB ir zema jaudas izkliede, savukārt AXI ir liela jaudas izkliede.
4. AHB kopnes izmantošana ir augstāka, salīdzinot ar AXI izmantošanu, jo AXI patērē par 50% vairāk enerģijas.
5.  Nelīdzināta datu pārsūtīšana, izmantojot stroboskopu un baitu nemainīgumu, ir dažas no funkcijām, kuras AHB neatbalsta, bet atbalsta AXI.
6. AHB neatbalsta rakstīšanas strobus, kamēr AXI to atbalsta.
7. AHB atbalsta bloķētu pārsūtīšanu. Lai gan AXI gadījumā AXI 3 atbalsta bloķētu pārsūtīšanu, bet AXI4 ne.
8. AHB neatbalsta ekskluzīvos pārsūtīšanas, kamēr AXI tos atbalsta.
9. AHB kopnes galvenā kopnes latentuma ilgums ir zemāks nekā AXI.

Atsauces

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

Pēdējo reizi atjaunināts: 11. gada 2023. jūnijā