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深入剖析AXI的协议与架构(上)

jf_78858299 来源:知芯有道 作者:知芯有道 2023-05-04 14:35 次阅读

本篇文章为大家介绍AXI的协议与架构。

内容概括

这次为大家讲述的内容包括:

关于AXI协议

AXI架构

0****1

AXI协议

AMBA AXI协议支持用于主从模块之间通信的高性能、高频率系统设计。

AXI****协议的定位:

•适用于高带宽、低时延设计

•不需要复杂的桥就可以满足高频时钟的要求

•满足大多数模块的接口需求

•适用于初始延迟较高的存储器控制

•在总线互联架构上提供更大的灵活性

•后向兼容AHB和APB接口

**AXI **协议的主要特征:

•地址/控制操作与数据操作分离

•使用byte strobes(字节选通)信号实现非对齐数据传输

•使用burst传输(突发传输)时只需要发送首地址,便可以发送一段数据

•读数据和写数据通道独立,从而支持DMA (low-cost Direct Memory Access)

•支持outstanding功能,可以发送多个地址进行读写

02

AXI架构

AXI协议是基于burst的传输,并且定义了以下5个独立的传输通道:读地址通道、读数据通道、写地址通道、写数据通道、写响应通道。

a

读架构

地址通道携带控制消息,用于描述被传输的数据属性;数据传输使用写通道来实现master到slave的传输,slave使用写响应通道来完成一次写传输;读通道用来实现数据从slave到master的传输。

相关信号:

读地址通道信号:

信号名 来源 描述
ARID master 读地址ID
ARADDR master 读地址
ARLEN master 突发长度
ARSIZE master 突发尺寸(每次突发传输的byte数)
ARBURST master 突发类型(FIXED,INCR,WRAP)
ARCACHE master 存储类型
ARPROT master 保护类型
ARQOS master QoS标识符
ARREGION master 区域标识符
ARUSER master 用户自定义
ARVALID master 读地址有效(有效时表示ARADDR上地址有效)
ARREADY slave 写有效信号(有效时表示从机准备好接收读地址)

读数据通道信号:

信号名 来源 描述
RID slave 读ID标签
RDATA slave 读数据
RRESP slave 读响应
RLAST slave 有效时表示为突发传输的最后一个
RUSER slave 用户自定义
RVALID slave 读数据有效信号
RREADY master 主机就绪信号(有效时表示)

b

写架构

AXI使用基于VALID/READY的握手机制数据传输协议,传输源端使用VALID表明地址/控制信号、数据是有效的,目的端使用READY表明自己能够接受信息

  • 读/写地址通道:读、写传输每个都有自己的地址通道,对应的地址通道承载着对应传输的地址控制信息。
  • 读数据通道:读数据通道承载着读数据和读响应信号包括数据总线(8/16/32/64/128/256/512/1024 bit)和指示读传输完成的读响应信号。
  • 写数据通道:写数据通道的数据信息被认为是缓冲(buffered)了的,master无需等待slave对上次写传输的确认即可发起一次新的写传输。写通道包括数据总线(8/16...1024 bit)和字节线(用于指示8 bit 数据信号的有效性)。
  • 写响应通道:slave使用写响应通道对写传输进行响应。所有的写传输需要写响应通道的完成信号。

写地址通道信号:

信号名 来源 描述
AWID master 写地址ID(用于区分该地址属于哪个写地址组)
AWADDR master 写地址
AWLEN master 突发长度
AWSIZE master 突发尺寸(每次突发传输的最长byte数)
AWBURST master 突发方式(FIXED,INCR,WRAP)
AWCACHE master 存储类型(标记系统需要的传输类型)
AWPROT master 保护模式
AWQOS master QoS标识符
AWREGION master region标识符(当slave有多种逻辑接口时标识使用的逻辑接口)
AWUSER master 用户自定义信号
AWVALID master 写地址有效信号(有效时表示AWADDR上地址有效)
AWREADY master 写从机就绪信号(有效时表示从机准备好接收地址)

写数据通道信号:

信号名 来源 描述
WDATA master 写数据
WSTRB master 数据段有效(标记写数据中哪几个8位字段有效)
WLAST master last信号(有效时表示当前为突发传输最后一个数据)
WUSER master 用户自定义信号
WVALID master 写有效信号(有效时表示WDATA上数据有效)
WREADY slave 写ready信号(有效时表示从机准备好接收数据)

写响应通道信号:

信号名 来源 描述
BID slave 响应ID
BRESP slave 写响应
BUSER slave 用户自定义信号
BVALID slave 写响应信号有效
BREADY master 写响应ready(主机准备好接受写响应信号)
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