उन्नत माइक्रोकंट्रोलर बस आर्किटेक्चर

एआरएम एडवांस्ड माइक्रोकंट्रोलर बस आर्किटेक्चर (एएमबीए) प्रणाली - ऑन- एक चिप (एसओसी) डिजाइनों में कार्यात्मक इकाई के कनेक्शन और प्रबंधन के लिए एक ओपन-स्टैंडर्ड, ऑन-चिप इंटरकनेक्ट विनिर्देश है। यह एक बस (कंप्यूटिंग) के साथ बड़ी संख्या में नियंत्रकों और घटकों के साथ बहु-प्रोसेसर डिज़ाइन के विकास की सुविधा प्रदान करता है। अपनी स्थापना के बाद से एएमबीए का सीमा इसके नाम के अतिरिक्त माइक्रोकंट्रोलर उपकरणों से कहीं आगे निकल गया है। आज एएमबीए व्यापक रूप से एप्लिकेशन-विशिष्ट एकीकृत परिपथ और एसओसी भागों की एक श्रृंखला पर उपयोग किया जाता है, जिसमें स्मार्टफोन्स जैसे आधुनिक पोर्टेबल मोबाइल उपकरणों में उपयोग किए जाने वाले एप्लिकेशन प्रोसेसर सम्मिलित हैं। एएमबीए एआरएम लिमिटेड का एक पंजीकृत ट्रेडमार्क है।

एएमबीए को 1996 में एआरएम द्वारा प्रस्तुत किया गया था। पहली एएमबीए बसें एडवांस्ड प्रणाली बस (एएसबी) और एडवांस्ड पेरिफेरल बस (एपीबी) थीं। 1999 में इसके दूसरे संस्करण एएमबीए 2 में एआरएम ने एएमबीए हाई-परफॉर्मेंस बस (एएचबी) को जोड़ा जो कि एकल क्लॉक-एज प्रोटोकॉल है। 2003 में एआरएम ने कोरसाइट ऑन-चिप डिबग और ट्रेस समाधान के भाग के रूप में उच्च प्रदर्शन इंटरकनेक्ट और उन्नत ट्रेस बस (एएचबी) तक पहुंचने के लिए उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस (एक्सआई) सहित तीसरी पीढ़ी एएमबीए 3 की प्रारंभिक की। 2010 में एएमबीए 4 विनिर्देशों को एएमबीए 4 एएक्सआई4 से प्रारंभ किया गया था फिर 2011 में एएमबीए 4 एक्सआई कोहेरेंसी एक्सटेंशन (एसीई) के साथ प्रणाली -वाइड सुसंगतता का विस्तार करना। 2013 में एएमबीए 5 सुसंगत हब इंटरफ़ेस (सीएचआई) विनिर्देश प्रस्तुत किया गया था जिसमें एक पुन: डिज़ाइन की गई उच्च गति ट्रांसपोर्ट परत और भीड़ को कम करने के लिए डिज़ाइन की गई सुविधाएँ थीं। ये प्रोटोकॉल आज एम्बेडेड प्रोसेसर बस आर्किटेक्चर के लिए वास्तविक मानक हैं क्योंकि वे अच्छी तरह से प्रलेखित हैं और रॉयल्टी के बिना उपयोग किए जा सकते हैं।

डिजाइन सिद्धांत
एसओसी का एक महत्वपूर्ण पहलू न केवल यह है कि इसमें कौन से घटक या ब्लॉक हैं चूँकि यह भी है कि वे कैसे आपस में जुड़ते हैं। अंबा ब्लॉक के लिए एक दूसरे के साथ इंटरफेस करने का एक समाधान है।

एएमबीए विनिर्देशन का उद्देश्य है:


 * एक या अधिक सीपीयू जीपीयू या संकेत प्रोसेसर के साथ एम्बेडेड माइक्रोकंट्रोलर उत्पादों के सही-पहली बार विकास की सुविधा प्रदान करना
 * विविध आईसी प्रक्रियाओं में आईपी कोर परिधीय और प्रणाली मैक्रोसेल्स के पुन: उपयोग की अनुमति देने के लिए प्रौद्योगिकी स्वतंत्र बनें,
 * प्रोसेसर स्वतंत्रता में सुधार के लिए मॉड्यूलर प्रणाली डिज़ाइन को प्रोत्साहित करें और पुन: प्रयोज्य परिधीय और प्रणाली आईपी पुस्तकालयों का विकास करें
 * उच्च प्रदर्शन और कम शक्ति वाले ऑन-चिप संचार का समर्थन करते हुए सिलिकॉन अवसंरचना को न्यूनतम करें।

एएमबीए प्रोटोकॉल विनिर्देश
एएमबीए विनिर्देश उच्च-प्रदर्शन एम्बेडेड माइक्रोकंट्रोलर्स को डिजाइन करने के लिए एक ऑन-चिप संचार मानक को परिभाषित करता है। यह एआरएम लिमिटेड द्वारा व्यापक क्रॉस-इंडस्ट्री साझेदारी के साथ समर्थित है।

एएमबीए 5 विनिर्देश निम्नलिखित बसों/इंटरफेस को परिभाषित करता है:
 * एएक्सआई5, एएक्सआई5-लाइट और एसीई5 प्रोटोकॉल विशिष्टता
 * उन्नत उच्च-प्रदर्शन बस (एएचबी5, एएचबी-लाइट)
 * सुसंगत हब इंटरफेस (सीएचआई)
 * वितरित अनुवाद इंटरफ़ेस (डीटीआई)
 * जेनेरिक फ्लैश बस (जीएफबी)

एएमबीए 4 विनिर्देश निम्नलिखित बसों/इंटरफेस को परिभाषित करता है:


 * एक्सआई कोहेरेंसी एक्सटेंशन (एसीई) - एआरएम कॉर्टेक्स-A7 एमपीकोर कॉर्टेक्स-A7 और एआरएम कॉर्टेक्स-A15 एमपीकोर कॉर्टेक्स-A15 सहित नवीनतम एआरएम कॉर्टेक्स-A प्रोसेसर पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
 * एक्सआई सुसंगतता एक्सटेंशन लाइट (ऐस-लाइट)
 * उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस 4 (एएक्सआई4)
 * उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस 4 लाइट (एएक्सआई4-लाइट)
 * उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस 4 स्ट्रीम (एएक्सआई4-स्ट्रीम v1.0)
 * उन्नत ट्रेस बस (एएचबी v1.1)
 * उन्नत परिधीय बस (एपीबी4 v2.0)
 * अंबा लो पावर इंटरफेस (क्यू-चैनल और पी-चैनल)

एएमबीए 3 विनिर्देश चार बसों/इंटरफेस को परिभाषित करता है:


 * उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस (एएक्सआई3 या एक्सआई v1.0) - कॉर्टेक्स-A9 सहित एआरएम कॉर्टेक्स-A प्रोसेसर पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
 * उन्नत उच्च-प्रदर्शन बस लाइट (एएचबी-लाइट v1.0)
 * उन्नत परिधीय बस (एपीबी3 v1.0)
 * उन्नत ट्रेस बस (एएचबी v1.0)

एएमबीए 2 विनिर्देश तीन बसों/इंटरफेस को परिभाषित करता है:


 * उन्नत उच्च-प्रदर्शन बस (एएचबी) - एआरएम7, एआरएम9 और एआरएम कॉर्टेक्स-M आधारित डिज़ाइनों पर व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है
 * उन्नत प्रणाली बस (एएसबी)
 * उन्नत परिधीय बस (एपीबी2 या एपीबी)

अंबा विनिर्देश (पहला संस्करण) दो बसों/इंटरफेस को परिभाषित करता है:


 * उन्नत प्रणाली बस (एएसबी)
 * उन्नत परिधीय बस (एपीबी)

समय पहलुओं और बस पर वोल्टेज के स्तर विनिर्देशों द्वारा निर्धारित नहीं होते हैं।

एक्सआई सुसंगतता एक्सटेंशन (एसीई और एसीई-लाइट)
एएमबीए 4 विनिर्देशन के भाग के रूप में परिभाषित एसीई एक्सआई को अतिरिक्त सिग्नलिंग के साथ विस्तारित करता है जो प्रणाली वाइड सुसंगतता का परिचय देता है। यह प्रणाली सुसंगतता कई प्रोसेसर को मेमोरी साझा करने की अनुमति देती है और एआरएम की बड़ी.लिटल प्रोसेसिंग जैसी विधि को सक्षम बनाती है। एसीई-लाइट प्रोटोकॉल एक तरफ़ा सुसंगतता को सक्षम बनाता है जिसे I/O सुसंगतता के रूप में भी जाना जाता है; उदाहरण के लिए एक नेटवर्क इंटरफ़ेस जो पूरी तरह सुसंगत एसीई प्रोसेसर के कैश से पढ़ सकता है।

उन्नत एक्स्टेंसिबल इंटरफ़ेस (एक्सआई)
एक्सआई, एएमबीए 3 विनिर्देश में परिभाषित एएमबीए इंटरफ़ेस की तीसरी पीढ़ी उच्च प्रदर्शन उच्च क्लॉक आवृत्ति प्रणाली डिज़ाइन पर लक्षित है और इसमें ऐसी विशेषताएं सम्मिलित हैं जो इसे उच्च गति वाले सब-माइक्रोमीटर इंटरकनेक्ट के लिए उपयुक्त बनाती हैं:
 * अलग पता/नियंत्रण और डेटा चरण
 * बाइट स्ट्रोब का उपयोग करके असंरेखित डेटा स्थानान्तरण के लिए समर्थन
 * बर्स्ट आधारित लेन-देन केवल प्रारंभ पते के साथ जारी किया गया
 * आउट ऑफ ऑर्डर प्रतिक्रियाओं के साथ कई शेष पते जारी करना
 * टाइमिंग क्लोजर प्रदान करने के लिए रजिस्टर चरणों का आसान जोड़।

उन्नत उच्च-प्रदर्शन बस (एएचबी)
एएचबी एआरएम लिमिटेड कंपनी द्वारा प्रकाशित उन्नत माइक्रोकंट्रोलर बस आर्किटेक्चर संस्करण 2 में प्रस्तुत किया गया एक बस प्रोटोकॉल है।

पिछली रिलीज के अतिरिक्त इसमें निम्नलिखित विशेषताएं हैं:


 * बड़ी बस-चौड़ाई (64/128/256/512/1024 बिट)।

एएचबी पर एक साधारण लेनदेन में एक पता चरण और बाद के डेटा चरण होते हैं (प्रतीक्षा के बिना: केवल दो बस-चक्र) लक्ष्य उपकरण तक पहुंच को एक बहुसंकेतक (नॉन-ट्रिस्टेट) के माध्यम से नियंत्रित किया जाता है जिससे एक समय में एक बस-मास्टर तक बस-पहुंच की अनुमति मिलती है।

एएचबी-लाइट औपचारिक रूप से एएमबीए 3 मानक में परिभाषित एएचबी का एक उपसमुच्चय है। यह सबसेट एकल मास्टर वाली बस के लिए डिज़ाइन को सरल करता है।

उन्नत परिधीय बस (एपीबी)
एपीबी को निम्न बैंडविड्थ नियंत्रण अभिगमों के लिए डिज़ाइन किया गया है उदाहरण के लिए प्रणाली बाह्य उपकरणों पर इंटरफेस रजिस्टर करें। इस बस में एएचबी के समान एक पता और डेटा चरण है, किंतु बहुत कम, कम जटिलता संकेत सूची (उदाहरण के लिए कोई विस्फोट नहीं)।

इसके अतिरिक्त यह कम बिट चौड़ाई (32 बिट्स) के साथ कम आवृत्ति प्रणाली के लिए डिज़ाइन किया गया एक इंटरफ़ेस है।

अंबा उत्पाद
संश्लेषित बौद्धिक संपदा (अर्धचालक बौद्धिक संपदा कोर) कोर एएमबीए उत्पादों का एक वर्ग एआरएम लिमिटेड से लाइसेंस योग्य है जो एएमबीए प्रोटोकॉल विनिर्देशों का उपयोग करके डेटा के कुशल संचालन और संचयन के लिए एक एसओसी में एक डिजिटल बस को लागू करता है। एएमबीए वर्ग में एएमबीए नेटवर्क इंटरकनेक्ट (कोरलिंक एनआईसी-400), कैशे सुसंगत इंटरकनेक्ट (कोरलिंक सीसीआई-500), एसडीआरएएम मेमोरी नियंत्रक (कोरलिंक डीएमसी-400) प्रत्यक्ष मेमोरी एक्सेस नियंत्रक (कोरलिंक डीएमए-230, डीएमए-330) लेवल सम्मिलित हैं। 2 कैश नियंत्रक (L2C-310) आदि।

कई निर्माता गैर-एआरएम डिजाइनों के लिए अंबा बसों का उपयोग करते हैं। एक उदाहरण के रूप में इन्फिनियोन टेक्नोलॉजीज एमआइपीएस आर्किटेक्चर पर आधारित एडीएम5120 एसओसी के लिए एएमबीए बस का उपयोग करती है।

प्रतिस्पर्धी

 * ओपनकोर से विशबोन (कंप्यूटर बस) - फ्री और ओपन बस आर्किटेक्चर (पूर्व में सिलिकोर से)
 * आईबीएम की कोरकनेक्ट बस विधि, आईबीएम के एम्बेडेड पावरपीसी में उपयोग की जाती है, किंतु जिलिंच्क्स माइक्रोब्लेज़ या इसी तरह के कोर के साथ चिप-जैसी प्रणालियों पर कई अन्य प्रणालियों में भी उपयोग की जाती है
 * एकीकृत उपकरण प्रौद्योगिकी द्वारा आईपीबस
 * एनआईओएसII या एवलॉन स्विच फैब्रिक इंटरफ़ेस - चिप्स पर उनके एनआईओएसII II प्रणाली में उपयोग के लिए अल्टेरा द्वारा स्वामित्व वाली बस प्रणाली
 * एक्सेलेरा से कोर प्रोटोकॉल खोलें (ओसीपी)।
 * एएमडी से हाइपरट्रांसपोर्ट (एचटी) (हालांकि यह एक ऑफ-चिप इंटरफेस है ऑन-चिप बस नहीं)
 * इंटेल द्वारा क्विकपाथ इंटरकनेक्ट (क्यूपीआई) (हालांकि यह एक ऑफ-चिप इंटरफेस है ऑन-चिप बस नहीं)
 * पीआईसीसी से वर्चुअल शेयर - फ्री और ओपन सोर्स
 * टाइललिंक - चिप्स एलायंस से मुक्त और खुली बस वास्तुकला

यह भी देखें

 * कार्यात्मक विनिर्देश
 * मास्टर/गुलाम (प्रौद्योगिकी)
 * चिप पर नेटवर्क, बस-आधारित आर्किटेक्चर का एक विकल्प

बाहरी संबंध

 * एआरएम Developer एएमबीए Homepage - from Arm
 * एएमबीए Specification home page - of ARM
 * एएमबीए of ARM
 * एएमबीए Documentation - from ARM
 * एएमबीए 2 Specification including एएचबी - from ARM
 * एएमबीए एक्सआई and एसीई Protocol Specification AXI3, एएक्सआई4, and एएक्सआई4-लाइट, एसीई and एसीई-लाइट - from ARM
 * एएमबीए एपीबी Specification including APB4, APB3, एपीबी2 - from ARM