目錄
AXI4總線
1、什么是AXI
2、AXI4協(xié)議的優(yōu)勢
AXI4的工作模式
AXI4讀操作：
AXI4寫操作
AXI4和AXI4-Lite、AXI4-Stream接口信號
握手信號
AXI相關術語
AXI4總線
1、什么是AXI
??? AXI（Advanced eXtensible Interface高級可擴展總線）是一種總線協(xié)議
??? AXI4包含3種類型的接口：
1）AXI4：主要面向高性能地址映射通信的需求；（突發(fā)數據）（地址映射模式）
2）AXI4-Lite：是一個輕量級的，適用于吞吐量較小的地址映射通信總線；（無突發(fā)）
（地址映射模式）
3）AXI4-Stream：面向高速流數據傳輸（流模式）
2、AXI4協(xié)議的優(yōu)勢
可以掛載多個master和slave ,互相交互信息?
??? 1）高效：通過標準化的AXI接口，開發(fā)者只需要學習一種IP核的通訊協(xié)議即可；
??? 2）易用：針對具體應用提供合適的接口協(xié)議。
?????? AXI4：面向地址映射的接口，在單地址傳輸的情況下最大允許256個時鐘周期的數據突發(fā)長度；
?????? AXI4-Lite：一個輕量級的地址映射單次傳輸接口，占用較少的資源；
?????? AXI4-Stream：去掉了地址傳輸的功能，允許無限制的數據突發(fā)傳輸，無需考慮地址映射。
??? 3）易得：標準化的AXI接口協(xié)議資源，不僅可以在xilinx官網上獲得，也可以在全球范圍內ARM的所有合作伙伴處獲得。
?????? 大量的IP core支持AXI4協(xié)議；
?????? 大量的第三方AXI工具可提供多樣的系統(tǒng)開發(fā)、驗證和功能定制。
AXI4的工作模式
??? AXI4和AXI4-Lite包含5個不同的通道：
（1）寫地址通道
（2）寫數據通道
（3）寫響應通道
（4）讀地址通道
?（5）讀數據通道
數據可以在主從設備間同步的雙向傳輸，并且數據傳輸大小可以改變。AXI4將數據傳輸的突發(fā)長度限制為最大256，AXI4-Lite每次傳輸僅運輸傳輸一個數據。
AXI4讀操作：
如圖1所示，AXI4協(xié)議主從設備間的讀操作使用獨立的讀地址和讀數據通道，只需要一個地址就可以執(zhí)行最大為256的突發(fā)長度的讀操作。
?
- 首先master去判斷arready信號，當該信號為高時，代表slave已經準備好接收新的地址信息，否則master不能給slave發(fā)送地址信息
- 當第一步完成后，master通過read_addrsess通道給slave發(fā)送地址，具體操作：master必須拉高一個arvalid信號，在arvalid信號為高的時候，將對應的地址發(fā)送給slave
- 當第二步執(zhí)行完成后，slave就會通過read_data通道返回數據，master必須在rready和rvalid信號同時為高時，將數據讀取，否則不能讀取數據；當最后一個數據發(fā)送時，slave會將rlast信號同時拉高，代表最后一個數據發(fā)送完成。
PS?：在數據讀取時，讀取的數據從圖中可以看到不是連續(xù)讀取，說明slave是空閑時才傳遞
AXI4寫操作
如圖2所示，AXI4協(xié)議主從設備間的寫操作使用寫地址、寫數據和寫響應通道。只需要一個地址就可以執(zhí)行最大為256的突發(fā)長度的寫操作。
?
?
- 首先master去判斷awready信號，當該信號為高時，代表slave已經準備好接收新的地址信息，否則master不能給slave發(fā)送地址信息
-
當第一步完成后，master通過write_addrsess通道給slave發(fā)送地址，具體操作：master必須拉個一個awvalid信號，在awvalid信號為高的時候，將對應的地址發(fā)送給slave
- 然后發(fā)送寫數據，master必須在wready為高的時候，將wvalid信號拉高，同時將數據發(fā)送給salve,當master發(fā)送最后一個數據時，將wlast信號拉高一個周期，告訴slave這是最后一個數據，當slave收到wlast信號為高時，就會將收到的數據按照指定的地址寫入ddr
? ? ? ? 4.當master發(fā)送完寫數據后，必須通過writer response 收到slave的應答信號，Bready會拉? ? ? 高，在Bvalid也為高電平時，slave會將bresp信號拉高一個周期，master只要判斷到該信號為高電平，既可以給slave發(fā)送要寫的數據
AXI4和AXI4-Lite、AXI4-Stream接口信號
??? 1）全局信號
| 信號名 |
AXI4 |
AXI4-Lit |
| ACLK |
全局時鐘 |
|
| ARESETN |
全局復位，低有效。 |
?2）寫地址通道信號
| 信號名 |
源 |
AXI4 |
AXI4-Lit |
| AWID |
主 |
寫地址ID。這個信號用于寫地址信號組的標記。 |
不支持 |
| AWADDR |
主 |
寫地址。 寫地址給出突發(fā)數據傳輸的第一個傳輸地址。 |
|
| AWLEN |
主 |
突發(fā)長度。給出突發(fā)傳輸中準確的傳輸個數。支持INCR和WRAP傳輸模式。 突發(fā)長度=awlen+1 |
不支持 |
| AWSIZE |
主 |
突發(fā)大小。 這個信號用于確定突發(fā)傳輸中每個傳輸的大小。 總線位寬=2^size Betyes |
不支持 |
| AWBURST |
主 |
突發(fā)類型。該信息與突發(fā)大小信息一起，表示在突發(fā)過程中，地址如何應用于每個傳輸。支持INCR和WRAP傳輸模式。 |
不支持 |
| AWLOCK |
主 |
鎖類型。該信號提供了關于傳輸原子特性的額外信息（普通或互斥訪問）。 |
不支持 |
| AWCACHE |
主 |
緩存類型，建議值為0011。 |
|
| AWPROT |
主 |
保護類型，訪問權限，建議值為000。 |
|
| AWQOS |
主 |
QoS標識符，xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| AWREGION |
主 |
用于每個寫操作的地址通道上的域標識符。通過該標識實現一個物理端口對應多個邏輯端口 |
不支持 |
| AWUSER |
主 |
xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| AWVALID |
主 |
寫地址有效信號。為高指示地址有效。 |
|
| AWREADY |
從 |
寫地址準備信號。為高表示從設備空閑，準備接收地址；為低表示從設備忙。 |
??? 3）寫數據通道信號
| 信號名 |
源 |
AXI4 |
AXI-Lite |
| WDATA |
主 |
寫數據，32位到1024位寬 |
只支持32位寬 |
| WSTRB |
主 |
寫字節(jié)選通，用于表示更新存儲器的字節(jié)通道，對于數據總線的每8位數據有一位寫選通信號。 |
從設備端可選擇忽略。 |
| WLAST |
主 |
寫最后一個數據指示信號。表示突發(fā)傳輸中的最后一個數據。 |
不支持 |
| WUSER |
主 |
xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| WVALID |
主 |
寫有效。為高指示數據有效。 |
|
| WREADY |
從 |
寫準備。為高表示從設備空閑，準備接收數據；為低表示從設備忙。 |
??? 4）寫響應通道
| 信號名 |
源 |
AXI4 |
AXI-Lite |
| BID |
從 |
響應ID。寫響應識別標記，BID值必須匹配AWID值。 |
不支持 |
| BRESP |
從 |
寫響應。該信號表示寫狀態(tài)，可允許相應的表示為OKAY\EXOKAY\SLVERR\DECERR。 |
EXOKAY狀態(tài)不支持 |
| BUSER |
從 |
xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| BVALID |
從 |
寫響應有效。為高指示響應數據有效。 |
|
| BREADY |
主 |
寫響應準備。為高表示主設備空閑，準備接收寫響應；為低表示主設備忙。 |
??? 5）讀地址通道
| 信號名 |
源 |
AXI4 |
AXI-Lite |
| ARID |
主 |
讀地址ID。這個信號用于讀地址信號組的標記。 |
不支持 |
| ARADDR |
主 |
讀地址。讀地址給出突發(fā)數據傳輸的第一個傳輸地址。 |
|
| ARLEN |
主 |
突發(fā)長度。給出突發(fā)傳輸中準確的傳輸個數。支持INCR和WRAP傳輸模式。 |
不支持 |
| ARSIZE |
主 |
突發(fā)大小。這個信號用于確定突發(fā)傳輸中每個傳輸的大小。 |
不支持 |
| ARBURST |
主 |
突發(fā)類型。該信息與突發(fā)大小信息一起，表示在突發(fā)過程中，地址如何應用于每個傳輸。支持INCR和WRAP傳輸模式。 |
不支持 |
| ARLOCK |
主 |
鎖類型。該信號提供了關于傳輸原子特性的額外信息（普通或互斥訪問）。 |
不支持 |
| ARCACHE |
主 |
緩存類型，建議值為0011。 |
|
| ARPROT |
主 |
保護類型，建議值為000。 |
|
| ARQOS |
主 |
QoS標識符，xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| ARREGION |
主 |
用于每個讀操作的地址通道上的域標識符。 |
不支持 |
| ARUSER |
主 |
xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| ARVALID |
主 |
讀地址有效信號。為高指示地址有效。 |
|
| ARREADY |
從 |
讀地址準備信號。為高表示從設備空閑，準備接收地址；為低表示從設備忙。 |
??? 6）讀數據通道
| 信號名 |
源 |
AXI4 |
AXI-Lite |
| RID |
從 |
讀ID標記，該信號是讀數據信號組標記，由從設備產生RID，RID必須和讀交易中的ARID匹配。 |
不支持 |
| RDATA |
從 |
讀數據。32位到1024位寬 |
只支持32位寬 |
| RRESP |
從 |
讀響應。該信號表示讀狀態(tài)，可允許相應的表示為OKAY\EXOKAY\SLVERR\DECERR。 |
EXOKAY狀態(tài)不支持 |
| RLAST |
從 |
讀最后一個數據指示信號。表示突發(fā)傳輸中的最后一個數據。 |
不支持 |
| RUSER |
從 |
xilinx AXI4不支持。 |
不支持 |
| RVALID |
從 |
讀有效。為高指示數據有效。 |
|
| RREADY |
主 |
讀準備。為高表示主設備空閑，準備接收數據；為低表示主設備忙。 |
??? 7）AXI4-Stream信號
| 信號名 |
源 |
默認值 |
功能 |
| TVALID |
No |
N/A |
Stream讀寫數據有效。為高指示數據有效。 |
| TREADY |
Yes |
1 |
Stream讀寫讀準備。為高表示對端設備空閑，準備接收數據；為低表示對端設備忙。 |
| TDATA |
Yes |
0 |
Stream讀寫數據，8到4096位寬。 |
| TSTRB |
Yes |
同TKEEP，否則為1 |
字節(jié)選通信號。用于表示更新存儲器的字節(jié)通道，對于數據總線的每8位數據有一位選通信號。 |
| TKEEP |
Yes |
1 |
字節(jié)選通信號。TKEEP未被確認的那些相關的字節(jié)是空字節(jié)，可以從數據流中去除。 |
| TLAST |
Yes |
0 |
表明包的邊界。 |
| TID |
Yes |
0 |
數據流標識符。 |
| TDEST |
Yes |
0 |
數據流路由信息。 |
| TUSER |
Yes |
0 |
用戶定義的邊帶信息，這些信息能伴隨數據流進行發(fā)送。 |
握手信號
主機發(fā)送valid信號（數據有效）
從機發(fā)送ready信號（準備好了）
?
Master （主機）：我們自己
Slave（從機）: 例如MIG_DDR
握手信號有三種情況，都是對的，分別如下：
（1）vaild在前，ready在后
?（2）vaild在后，ready在前
?
?（3）vaild，ready一起
?
?
AXI相關術語
Channel （通道）
– Independent collection of AXI signals associated to a VALID signal
????
Interface （接口）
– Collection of one or more channels that expose an IP core’s function, connecting a master to a slave
– Each IP core may have multiple interfaces.
– Also: AXI4, AXI4-Lite, AXI4-Stream
????
Bus （總線）
– Multiple-bit signal (not an interface or channel) 多bit信號
一個接口里面有多個通道，每個通道有多個總線
?
Transfer （傳輸）
– Single clock cycle where information is communicated, qualified by a VALID handshake. (一個時鐘周期的傳輸)
Data beat.
Transaction （事務）
– Complete communication operation across a channel, composed of a one or more transfers
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– Transaction that consists of more than one transfer文章來源地址http://www.zghlxwxcb.cn/news/detail-781772.html
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