معماری پیشرفته گذرگاه میکروکنترولر کیست؟ توضیح بده.
معماری پیشرفته گذرگاه میکروکنترلر (AMBA) یک استاندارد باز و ابزار اتصال جهت متصل کردن و مدیریت بلوک‌های عملیاتی در طراحی‌های سیستم روی تراشه (SoC) است. این معماری، توسعه طراحی‌های چندپردازنده‌ای با تعداد زیادی از کنترولرها و لوازم جانبی را آسان می‌کند. از زمان ظهور این معماری، بر خلاف نام آن، دامنه AMBA فراتر از دستگاه‌های میکروکنترلر رفته‌است. امروزه AMBA به‌طور وسیعی در طیفی از قطعات ASIC و SoC استفاده می‌شوند که دربردارنده پردازنده‌های کاربردی هستند که در دستگاه‌های موبایل سیار مانند گوشی‌های هوشمند مورد استفاده قرار می‌گیرند. AMBA یک علامت تجاری ثبت شده از ARM با مسئولیت محدود است.AMBA در سال 1996 توسط ARM معرفی شد. اولین گذرگاههای AMBA گذرگاه سیستم پیشرفته (ASB) و گذرگاه لوازم جانبی (APB) پیشرفته بودند. در نسخه دوم، AMBA 2 در سال 1999، ARM به AMBA گذرگاه با کارآیی بالا (AHB) را افزود. که یک پروتکل ساعت تک لبه است. در سال 2003، ARM نسل سوم را معرفی کرد، AMBA 3، که شامل AXI است تا به کارآیی اتصال بالاتری دست یابد و همچنین شامل گذرگاه ردیابی پیشرفته (ATB) به عنوان بخشی از دید اصلی راه حل اشکال زدایی و ردیابی بر روی تراشه است. در سال 2010 مشخصات AMBA 4 معرفی شد، که با AMBA 4 AXI4 شروع شد و سپس در سال 2011[2] با سیستم انسجام گسترده AMBA 4 ACE توسعه یافت. در سال 2013، مشخصات AMBA 5 CHI (واسط قطب منسجم) معرفی شد، همراه با یک لایه انتقال دوباره طراحی شده با سرعت بالا و ویژگی‌هایی که جهت کاهش ازدحام طراحی شده‌اند.این پروتکل‌ها امروزه استانداردهای بالفعل برای پردازنده‌های 32 بیتی جاسازی شده هستند، زیرا به خوبی مستندسازی شده اند و بدون حق امتیاز می‌توانند مورد استفاده قرار گیرند.اصول طراحی.جنبه مهم SoC تنها اجزاء و بلوک‌هایی که در خود جای می دهد نیست، بلکه اینکه چگونه آن‌ها به هم متصل می‌شوند نیز مهم است. AMBA راه حلی است برای بلوک‌ها که چگونه به هم متصل شوند.اهداف AMBA عبارتند از:مشخصات پروتکل AMBA.مشخصات AMBA یک استاندارد از ارتباطات روی تراشه برای طراحی کردن میکروکنترلرهای تعبیه شده با عملکرد بالا تعریف می‌کند. که توسط ARM Limited با مشارکت متقابل وسیع صنعت پشتیبانی می‌شود.خصوصیات AMBA 5 واسط ها/گذرگاه‌های زیر را تعریف می‌کند:خصوصیات AMBA 5 واسطها/گذرگاههای زیر را تعریف می‌کند:خصوصیات AMBA 3 چهار واسط/گذرگاه زیر را تعریف می‌کند:خصوصیات AMBA 2 چهار واسط/گذرگاه زیر را تعریف می‌کند:خصوصیات AMBA (نسخه اولیه) دو واسط/گذرگاه زیر را تعریف می‌کند:جنبه‌های زمانی و سطوح ولتاژ روی گذرگاه توسط مشخصات تعیین نشده‌اند.افزونه‌های همخوانی AXI (ACE و ACE-Lite).ACE، به عنوان بخشی از مشخصات AMBA4 تعریف شده است، که AXI را به همراه سینالینگ بیشتر، با معرفی انسجام وسیع سیستمی توسعه می‌دهد. این انسجام سیستمی به چندین پردازنده اجازه می دهد تا حافظه را به اشتراک بگذارند و تکنولوژی از جمله پردازش big.LITTLE از ARM را فعال می‌کند. پروتکل ACE-Lite انسجام یک طرفه معروف به IO را قادر می سازد. به‌طور مثال یک واسط شبکه که می‌تواند از کش یک پردازنده ACE منسجم بخواند.رابط توسعه پیشرفته (AXI).AXI، نسل سوم واسط AMBA، مشخصات AMBA3 را تعریف می‌کند، که به منظور طراحی سیستم‌های با فرکانس ساعت بالا و کارآیی بالا هدف‌گذاری شده است، و شامل ویژگی‌هایی است که آن را ارتباطات داخلی ریزسنج‌ها مناسب می‌کند:گذرگاه پیشرفته با عملکرد بالا (AHB).AHB یک کنترلر گذرگاه است که در نسخه شماره 2 معماری پیشرفته گذرگاه میکروکنترلر؛ منتشر شده توسط شرکت ARM Ltd، معرفی شده‌است.علاوه بر موارد منتشر شده قبلی، دارای ویژگی زیر نیز هست:یک تراکنش ساده بر روی AHB شامل یک فاز آدرس و یک فاز داده بعدی (بدون حالت‌ها انتظار: تنها دو گذرگاه-سیکل) می‌شود. دسترسی به دستگاه هدف از طریق یک MUX (non-tristate) کنترل می‌شود، بنابراین قابلیت گذرگاه-دسترسی به یک گذرگاه-اصلی در یک زمان را فراهم می‌کند.AHB-Lite زیرمجموعه خانواده AHB است که در استاندارد AMBA 3 تعریف شده‌است. این زیرمجموعه، طراحی برای یک گذرگاه با یک تک مستر را ساده می‌کند.گذرگاه پیشرفته وسیله جانبی(APB).APB برای کنترل دسترسی به پهنای باند پایین طراحی شده است، به عنوان مثال واسط‌های ثبات در لوازم جانبی سیستم. این گذرگاه نیز دارای یک فاز آدرس و یک فاز داده مشابه AHB است، اما کاهش یافته و با لیست سیگنالی که پیچیدگی کمی دارد (به عنوان مثال بدون burst ها)محصولات AMBA.محصولات AMBA یک خانواده از IP Core‌های قابل سنتز و مجوز گرفته از ARM Limited هستند که یک بزرگراه دیجیتال در SoC برای انتقال و ذخیره داده‌ها با استفاده از مشخصات پروتکل AMBA پیاده‌سازی کرده‌اند. خانواده AMBA شامل موارد زیر می‌شود:شبکه اتصالات AMBA (CoreLink NIC-400)، اتصالات منسجم حافظه نهان (CoreLink CCI-500)، کنترل‌کننده حافظه SDRAM (CoreLink DMC-400)، کنترل‌کننده‌های DMA (CoreLink DMA-230, DMA-330)، کنترل‌کننده‌های حافظه نهان سطح 2 (L2C-310) و غیره.تعدادی از تولیدکننده ها، از گذرگاه‌های AMBA برای طراحی‌های غیر از ARM استفاده می‌کنند. به عنوان مثال، Infineon از گذرگاه AMBA برای ADM5120 SoC مبتنی بر معماری MIPS استفاده می‌کند.