AHB (Advanced High-performance Bus) e APB (Advanced Peripheral Bus) são dois barramentos distintos comumente usados em sistemas baseados em ARM. AHB é um barramento de alto desempenho projetado para conectar componentes mais rápidos, como processadores e memória, oferecendo alta largura de banda e comunicação de baixa latência. Por outro lado, o APB é um barramento mais lento destinado à conexão de dispositivos periféricos, fornecendo uma interface mais simples e com maior eficiência energética para componentes de velocidade mais lenta.
Principais lições
- AHB (Advanced High-performance Bus) é um protocolo de barramento de alto desempenho que conecta periféricos de alta velocidade. Ao mesmo tempo, o APB (Advanced Peripheral Bus) é um protocolo de barramento de baixa potência para conectar periféricos mais lentos.
- AHB é usado para comunicação de alta velocidade entre diferentes componentes de um chip, enquanto APB é usado para comunicação de baixa velocidade entre o processador e outros periféricos.
- AHB é um protocolo síncrono, enquanto APB é um protocolo assíncrono.
AHB x APB
AHB (Barramento Avançado de Alto Desempenho) é um tipo de sistema de barramento ARM Technology usado para módulos de sistema de alto desempenho e alta frequência de clock. O APB (Advanced Peripheral Bus) é um tipo de sistema de barramento em Tecnologia ARM que é utilizado para periféricos de baixa largura de banda e baixo consumo de energia, proporcionando uma interface menos complexa e de menor custo.
AHB parece ser um protocolo de barramento que foi proposto pela primeira vez no ARM Ltd's Advanced Microcontroladores Publicação da versão 2 do Bus Design. Principalmente no AHB, uma transação básica consiste apenas em uma fase de endereçamento seguida por uma fase de dados. Um MUX é usado para restringir o acesso a um determinado dispositivo, permitindo que apenas um barramento mestre o utilize no momento.
O APB (Advanced Peripheral Bus) é um barramento periférico simples, relativamente baixo e reduzido, projetado para eletrônicos lentos. Os processadores SoC, drivers de armazenamento, armazenamento on-chip e sensores DMA ficam todos pendurados na interface de rede em uma configuração típica. Ele é responsável pelos links de barramento elevados do processador.
Tabela de comparação
| Característica | AHB (barramento avançado de alto desempenho) | APB (barramento periférico avançado) |
|---|---|---|
| Propósito | Conecta periféricos e memória de alta velocidade | Conecta periféricos de baixa velocidade |
| Performance | Alta largura de banda, baixa latência | Baixa largura de banda, alta latência |
| Tamanho da transferência de dados | Até 16 batidas (32 ou 64 bits) | Até 256 bytes |
| Complexidade | Interface de sinal mais complexa | Interface de sinal mais simples |
| Suporte mestre | Suporta vários mestres | Mestre único (o processador) |
| Arbitragem | Requer lógica de arbitragem para vários mestres | Não é necessária arbitragem |
| Consumo de energia | Maior consumo de energia | Consumo de energia reduzido |
| Custo | Mais caro de implementar | Menos caro para implementar |
| Periféricos típicos | CPUs, controladores DMA, memória de alta velocidade | Temporizadores, GPIOs, I2C, SPI |
O que é AHB?
O barramento avançado de alto desempenho (AHB) é uma arquitetura de barramento de sistema amplamente usada em sistemas baseados em ARM. Serve como um componente chave para facilitar a comunicação de alta velocidade entre vários componentes de hardware, fornecendo uma infra-estrutura de transferência de dados robusta e eficiente.
Características e Características
- Alta performance: O AHB foi projetado para transferências de dados de alto desempenho, tornando-o adequado para conectar componentes críticos do sistema, como processadores e memória. Sua arquitetura suporta comunicação rápida e eficiente, atendendo às demandas dos modernos sistemas embarcados.
- Capacidade de transferência rápida: O AHB incorpora recursos de transferência em rajada, permitindo múltiplas transferências de dados em um único ciclo de barramento. Este recurso aumenta a eficiência geral das trocas de dados entre os dispositivos mestre e escravo conectados ao barramento.
- Arquitetura de barramento multicamadas: O AHB apresenta uma arquitetura multicamadas, que inclui o mestre AHB, o escravo AHB e a matriz do barramento do sistema. Esta estrutura hierárquica facilita a conectividade eficiente, permitindo que vários periféricos e componentes se comuniquem perfeitamente.
- Suporte para transações divididas: O AHB suporta transações divididas, permitindo que o dispositivo mestre libere o barramento temporariamente enquanto executa outras tarefas. Esse recurso melhora a utilização geral do barramento e a capacidade de resposta em cenários de sistema dinâmico.
- Escalabilidade: A arquitetura do barramento AHB é escalável, acomodando uma série de complexidades de sistema. Ele fornece flexibilidade para aumentar ou diminuir a escala com base nos requisitos específicos do sistema embarcado, tornando-o adaptável a diversos cenários de aplicação.
Aplicações
O AHB é comumente utilizado em uma variedade de aplicações, incluindo microcontroladores, processadores de sinais digitais e outros sistemas embarcados que exigem transferência de dados eficiente e de alta velocidade entre componentes críticos.
O que é APB?
O Advanced Peripheral Bus (APB) é uma arquitetura de barramento amplamente utilizada em sistemas baseados em ARM, projetada especificamente para conectar dispositivos periféricos ao sistema. Ele fornece uma interface de comunicação eficiente e de baixo consumo de energia para periféricos de velocidade mais lenta.
Características principais
- Simplicidade e Eficiência:
- O APB é caracterizado pela sua simplicidade, tornando-o adequado para conectar dispositivos periféricos mais lentos.
- Ele utiliza uma arquitetura simples, de mestre único e de múltiplos escravos, simplificando a comunicação com periféricos.
- Dispositivos de baixa velocidade:
- O APB é ideal para interface com periféricos de baixa velocidade, como temporizadores, UARTs e controladores de E/S.
- A arquitetura do barramento otimiza o consumo de energia, tornando-o adequado para dispositivos que não necessitam de comunicação de alta velocidade.
- Independência do Domínio do Relógio:
- O APB opera independentemente do relógio do sistema, permitindo que os periféricos tenham seus próprios domínios de relógio.
- Esse recurso permite flexibilidade na conexão de periféricos com requisitos de clock variados, sem afetar o desempenho geral do sistema.
- Operação Síncrona:
- O APB opera de forma síncrona, simplificando o projeto e garantindo características de temporização previsíveis.
- A natureza síncrona do APB auxilia na fácil integração e sincronização de dados entre o microcontrolador e os periféricos conectados.
Casos de uso
O APB é amplamente utilizado em microcontroladores e sistemas embarcados onde uma variedade de dispositivos periféricos precisam ser interligados com a unidade de processamento principal. O seu design centra-se na eficiência e simplicidade dos recursos, tornando-o adequado para aplicações onde o baixo consumo de energia e taxas moderadas de transferência de dados são cruciais.
Principais diferenças entre AHB e APB
- Objetivo:
- AHB (barramento avançado de alto desempenho): Projetado para comunicação de alto desempenho entre componentes críticos, como processadores e memória.
- APB (barramento periférico avançado): Adaptado para conectar dispositivos periféricos, fornecendo uma interface mais simples e com maior eficiência energética para componentes de velocidade mais lenta.
- Velocidade e largura de banda:
- AHB: Oferece alta largura de banda e comunicação de baixa latência, adequada para transferência de dados em alta velocidade entre componentes rápidos.
- APB: Voltado para periféricos de velocidade mais lenta, enfatizando a simplicidade e a eficiência em relação à transferência de dados em alta velocidade.
- Tipos de dispositivos:
- AHB: Usado principalmente para conectar processadores, memória e outros componentes de alto desempenho no sistema.
- APB: Projetado especificamente para interface com dispositivos periféricos de baixa velocidade, como temporizadores, UARTs e controladores de E/S.
- Complexidade:
- AHB: Apresenta uma arquitetura mais complexa com suporte para múltiplos mestres e escravos, adequada para sistemas de alto desempenho.
- APB: Caracterizado pela simplicidade, utilizando uma arquitetura single-master e multiple-slave, tornando-o adequado para conexões periféricas menos complexas.
- Domínio do Relógio:
- AHB: Normalmente opera de forma síncrona com o relógio do sistema, garantindo a transferência coordenada de dados entre os componentes.
- APB: Opera independentemente do relógio do sistema, permitindo que os periféricos tenham seus próprios domínios de relógio, proporcionando flexibilidade no gerenciamento do relógio.
- Casos de uso:
- AHB: Comumente empregado em cenários onde a comunicação de alta velocidade entre componentes críticos é essencial, como em microprocessadores avançados.
- APB: Amplamente utilizado em microcontroladores e sistemas embarcados onde uma variedade de dispositivos periféricos com menores requisitos de transferência de dados precisam ser conectados.
- Consumo de energia:
- AHB: Enfatiza a transferência de dados de alto desempenho, levando potencialmente a um maior consumo de energia.
- APB: Otimizado para menor consumo de energia, tornando-o adequado para dispositivos com requisitos de comunicação menos exigentes.
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- https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1388245713009711
Última atualização: 25 de fevereiro de 2024
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Sandeep Bhandari é bacharel em Engenharia de Computação pela Thapar University (2006). Possui 20 anos de experiência na área de tecnologia. Ele tem grande interesse em vários campos técnicos, incluindo sistemas de banco de dados, redes de computadores e programação. Você pode ler mais sobre ele em seu página bio.
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