SoC 总线结构学习记录之系统存储总线(System Memory Bus)与私有设备总线

蜂鸟 E203 SOC总线结构:

蜂鸟 E203 内核 BIU 的系统存储接口 ICB 连接系统存储总线,通过其访问 SoC 中的若干存储组件,譬如 ROM,Flash 的只读区间等。
蜂鸟 E203 内核 BIU 的私有设备接口 ICB 连接私有设备总线,通过其访问 SoC 中的若干设备,譬如 UART,GPIO 等等。
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系统存储总线(System Memory Bus)

计算机系统中连接中央处理器(CPU)、内存和其他I/O设备之间的通信通道。它是用于数据传输和存储访问的关键组件

系统存储总线起到连接处理器和存储器之间的桥梁作用,负责传输指令和数据以支持计算机系统的正常运行。它提供了一种标准化的接口,使处理器能够直接与内存和其他外部设备进行通信,从而实现数据的读取和写入。

系统存储总线有以下主要功能

数据传输:存储总线负责从内存读取数据并将其传递给处理器,或者将处理器生成的数据传输到内存或其他外部设备。这样,处理器可以通过存储总线与内存和其他设备进行高速数据传输。

寻址:存储总线使用地址信号来指示读取或写入的数据在内存中的位置。处理器通过发送地址信号来选择要读取或写入的特定内存位置。

控制:存储总线还负责控制数据传输和存储访问的时序和调度。它确保数据按照正确的顺序传输,并在需要时进行必要的同步和等待。

性能优化:存储总线的设计也涉及性能优化。它应该具备高带宽和低延迟的特性,以便处理器能够高效地读取和写入数据,并尽可能地减少系统的响应时间。

需要注意的是,存储总线通常是计算机系统中的一个组成部分,同时还有其他类型的总线用于连接其他设备,如图形显示、硬盘驱动器等。

综上所述,系统存储总线是负责连接处理器、内存和其他I/O设备之间的通信通道,它实现了数据传输、寻址、控制和性能优化等功能。它是计算机系统中关键的组件,确保数据的高效传输和存储访问。

系统存储总线的具体协议可以根据不同的架构和技术标准而有所不同。以下是几个常见的系统存储总线协议:

DDR(Double Data Rate)总线协议:DDR是一种用于内存访问的常见总线协议。DDR总线协议以时钟信号为基准,通过在上升沿和下降沿传输数据,实现双倍数据传输速率。它包括读写命令、地址信息、数据传输和控制信号等。

PCIe(Peripheral Component Interconnect Express)总线协议:PCIe是一种面向外部设备的高速串行总线协议。它提供了可靠的、高性能的数据传输,适用于连接外部设备如显卡、硬盘驱动器和网络适配器等。

AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)总线协议:AMBA是一种用于片上系统的总线协议。它由ARM公司开发,定义了一系列总线接口和通信协议,包括高性能的AXI、低功耗的AHB(Advanced High-performance Bus)和轻量级的APB(Advanced Peripheral Bus)等。

AXI(Advanced eXtensible Interface)总线协议:AXI是ARM公司提出的一种高性能、可扩展的总线协议。AXI总线协议使用点对点连接方式,支持多主设备和多从设备,并提供了高带宽、低延迟和高效的数据传输机制。

私有设备总线

指一种专门用于连接特定设备的通信总线。与系统存储总线不同,私有设备总线仅用于特定设备之间的通信和数据传输,而不涉及处理器和内存等核心系统组件。

私有设备总线通常由设备制造商开发和定义,在特定应用场景中使用。它可以是针对某个特定设备类型的标准化总线协议,也可以是为特定设备设计的专有通信接口。

私有设备总线的使用可以提供以下优势:

专用性: 私有设备总线为特定设备提供了一个专门的通信通道,可以满足设备之间的特定通信需求。这样的专用性设计可以提高设备之间的互操作性和性能。

灵活性:私有设备总线的设计可根据设备类型和应用需求进行优化。设备制造商可以根据自己的需求制定通信规范和协议,以实现更高的数据传输速率、更低的延迟或其他特定功能。

安全性: 私有设备总线可以提供额外的安全性措施,如数据加密和身份验证机制。这对于处理敏感数据或需要保护设备免受未经授权的访问的应用场景非常重要。

可扩展性:私有设备总线的架构可以支持设备之间的快速扩展和集成。设备制造商可以根据需要添加更多的设备或模块,拓展系统的功能和性能。

以下是一些常见的私有设备总线协议

I2C(Inter-Integrated Circuit):I2C总线协议是一种串行通信协议,用于连接集成电路芯片之间的通信。它使用两根线路(数据线和时钟线)进行数据传输,并支持多主机和多从机的通信。

SPI(Serial Peripheral Interface):SPI总线协议也是一种串行通信协议,适用于设备之间的全双工数据传输。SPI总线包括一个主设备和一个或多个从设备,使用时钟、数据输入和输出以及片选信号进行通信。

UART(Universal Asynchronous Receiver-Transmitter):UART是一种用于串行通信的通用接口标准。它通过发送和接收数据位、起始位、停止位和奇偶校验位等来传输数据。

CAN(Controller Area Network):CAN总线协议是一种用于汽车和工业控制系统等领域的通信协议。CAN总线采用差分信号传输,支持多主机和多从机的通信,并具有高可靠性和抗干扰能力。

EtherCAT(Ethernet for Control Automation Technology):EtherCAT是一种基于以太网的实时控制总线协议,用于工控领域。它支持高速数据传输和实时性能,并具有灵活的拓扑结构和可扩展性。

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