片上总线协议

AXI

AXI（ Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，是 ARM 公司提出的 AMBA（ Advanced Microcontroller Bus Architecture） 3.0 协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。它有如下特点。

分离的地址和数据阶段。
支持地址非对齐的数据访问，使用字节掩码（ Byte Strobes）来控制部分写操作。
使用基于突发的事务类型（ Burst-based Transaction），对于突发操作仅需要发送起始地址，即可传输大片的数据。
分离的读通道和写通道，总共有 5 个独立的通道。
支持多个滞外事务（ Multiple Outstanding Transaction）。
支持乱序返回乱序完成。
非常易于添加流水线级数以获得高频的时序。

AXI 是目前应用最为广泛的片上总线，是处理器核以及高性能 SoC 片上总线的事实标准。

AHB

AHB（ Advanced High Performance Bus）是 ARM 公司提出的 AMBA（ Advanced Microcontroller Bus Architecture） 2.0 协议中重要的部分，它总共有 3 个通道，具有的特性包括，单个时钟边沿操作、非三态的实现方式、支持突发传输、支持分段传输以及支持多个主控制器等。

AHB 总线是 ARM 公司推出 AXI 总线之前主要推广的总线，虽然目前高性能的 SoC 中主要使用 AXI 总线，但是 AHB 总线在很多低功耗 SoC 中仍然大量使用。

APB

APB（ Advanced Peripheral Performance Bus）是 ARM 公司提出的 AMBA（ Advanced Microcontroller Bus Architecture）协议中重要的部分。 APB 主要用于低带宽周边外设之间的连接，例如 UART 等。它的总线架构不像 AXI 和 AHB 那样支持多个主模块，在 APB 总线协议中里面唯一的主模块就是 APB 桥。其特性包括两个时钟周期传输，无须等待周期和回应信号，控制逻辑简单，只有 4 个控制信号。

由于 ARM 公司长时间的推广 APB 总线协议，使之几乎成为了低速设备总线的事实标准，目前很多片上低速设备和 IP 均使用 APB 接口。

TileLink

TileLink 总线是伯克利大学定义的一种高速片上总线协议，它诞生的初衷主要是为了定义一种标准的支持缓存一致性（ Cache Coherence）的协议。并且它力图将不同的缓存一致性协议和总线的设计实现相分离，使得任何的缓存一致性协议均可遵循 TileLink 协议予以实现。

TileLink 有 5 个独立的通道，虽然 TileLink 的初衷是为了支持缓存一致性，但是它也具备片上总线的所有特性，能够支持所有存储器访问所需的操作类型。

总结比较

以上介绍了各种总线的优点，但各总线也有其缺点（针对蜂鸟 E200 处理器而言），总结如下：

AXI 总线是目前应用最为广泛的高性能总线，但是主要应用于高性能的片上总线。AXI 总线有 5 个通道，分离的读和写通道能够提供很高的吞吐率，但是也需要主设备（ Master）自行维护读和写的顺序，控制相对复杂，且经常在 SoC 中集成不当造成各种死锁。同时 5 个通道硬件开销过大，另外在大多数的极低功耗处理器 SoC 中都没有使用 AXI 总线。如果蜂鸟 E200 处理器核采用 AXI 总线，一方面增大硬件开销，另一方面会给用户造成负担（需要将 AXI 转换成 AHB 或者其他总线用于低功耗的 SoC），因此 AXI 总线不是特别适合蜂鸟 E200 这样的极低功耗处理器核。
AHB 总线是目前应用最为广泛的高性能低功耗总线， ARM 的 Cortex-M 系列大多数处理器核均采用 AHB 总线。但是 AHB 总线有若干非常明显的局限性，首先其无法像 AXI 总线那样容易地添加流水线级数，其次 AHB 总线无法支持多个滞外交易（ Multiple Outstanding Transaction），再次其握手协议非常别扭。将 AHB 总线转换成其他 Valid-Ready 握手类型的协议（譬如 AXI 和 TileLink 等握手总线接口）颇不容易，跨时钟域或者整数倍时钟域更加困难，因此如果蜂鸟 E200 采用 AHB 总线作为接口也会带来同样的若干局限性。
APB 总线是一种低速设备总线，吞吐率比较低，不适合作为主总线使用，因此更加不适用于作为蜂鸟 E200 处理器核的数据总线。
TileLink 总线主要在伯克利大学的项目中使用，其应用并不广泛，文档也不是特别丰富，并且 TileLink 总线协议比较复杂，因此 TileLink 总线对于蜂鸟 E200 这样的极低功耗处理器核不是特别适合。

基于如上的分析，为了克服这几种缺陷，蜂鸟 E200 处理器核采用自定义的总线协议 ICB。

Memory

SRAM

静态随机存取存储器（Static Random-Access Memory，SRAM）是随机存取存储器的一种。所谓的“静态”，是指这种存储器只要保持通电，里面储存的数据就可以恒常保持。相对之下，动态随机存取存储器（Dynamic Random Access Memory，DRAM）里面所储存的数据就需要周期性地更新。然而，当电力供应停止时，SRAM储存的数据还是会消失（被称为volatile memory），这与在断电后还能储存资料的ROM或闪存是不同的。

SRAM有两种组织结构，片上缓存（cache）和片上便签存储器（scratch pad memory，SPM），Cache适合构建对实时性要求不高，存在复杂计算应用的系统，而SPM更适合构建对实时性、面积、功耗要求高，不包含复杂计算应用的系统。

二者结构对比如下：

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