AXI4-協(xié)議規(guī)范

1、1l 獨立的地址獨立的地址/控制和數(shù)據(jù)階段?？刂坪蛿?shù)據(jù)階段。l 使用字節(jié)選通，支持非對齊的數(shù)據(jù)傳輸。使用字節(jié)選通，支持非對齊的數(shù)據(jù)傳輸。l 只有開始地址的猝發(fā)交易。只有開始地址的猝發(fā)交易。l 獨立的讀和寫數(shù)據(jù)通道，可以使能低成本的直接存儲器訪問獨立的讀和寫數(shù)據(jù)通道，可以使能低成本的直接存儲器訪問DMA傳輸。傳輸。l 能發(fā)出多個未解析的地址。能發(fā)出多個未解析的地址。l 完成無序交易。完成無序交易。l 容易添加寄存器切片，滿足時序收斂要求。容易添加寄存器切片，滿足時序收斂要求。AXI協(xié)議的關鍵特性表現(xiàn)在以下幾個方面：AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議2l 提供了更高的生產率，主要體現(xiàn)在以下幾

2、個方面：提供了更高的生產率，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：u 將不同的接口整合到一個接口（將不同的接口整合到一個接口（AXI4）中，因此用戶僅需了解單個系）中，因此用戶僅需了解單個系列的接口。列的接口。u 簡化了不同領域簡化了不同領域IP的集成，并使自身或第三方的集成，并使自身或第三方IP的開發(fā)工作更簡單易的開發(fā)工作更簡單易行。行。u 由于由于AXI4 IP已為實現(xiàn)最高性能、最大吞吐量以及最低時延進行了優(yōu)化，已為實現(xiàn)最高性能、最大吞吐量以及最低時延進行了優(yōu)化，從而進一步簡化了設計工作；從而進一步簡化了設計工作；AXI協(xié)議較其它協(xié)議提供了下面的優(yōu)勢：AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議3l 提供了

3、更大的靈活性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：提供了更大的靈活性，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：u 支持嵌入式、支持嵌入式、DSP 及邏輯版本用戶。及邏輯版本用戶。 u 調節(jié)互連機制，滿足系統(tǒng)要求：性能、面積及功耗。調節(jié)互連機制，滿足系統(tǒng)要求：性能、面積及功耗。 u 幫助設計者在目標市場中構建最具號召力的產品。幫助設計者在目標市場中構建最具號召力的產品。 AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議4l 提供了廣泛的提供了廣泛的 IP 可用性可用性u 第三方第三方IP和和EDA廠商普遍采用廠商普遍采用AXI4標準，從而使該接口獲得更廣泛標準，從而使該接口獲得更廣泛的應用。的應用。 u 基于基于AXI4的目標設計

4、平臺可加速嵌入式處理、的目標設計平臺可加速嵌入式處理、DSP以及連接功能設以及連接功能設計開發(fā)。計開發(fā)。AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議5 l AXI4協(xié)議基于猝發(fā)式傳輸機制。協(xié)議基于猝發(fā)式傳輸機制。l 在地址通道上，每個交易有地址和控制信息，這些信息描述在地址通道上，每個交易有地址和控制信息，這些信息描述了需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)性質。在主設備和從設備之間傳輸數(shù)據(jù)，了需要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)性質。在主設備和從設備之間傳輸數(shù)據(jù)，分別使用到從設備的寫數(shù)據(jù)通道和到主設備的讀數(shù)據(jù)通道。分別使用到從設備的寫數(shù)據(jù)通道和到主設備的讀數(shù)據(jù)通道。l 在主設備到從設備的寫數(shù)據(jù)交易中，在主設備到從設備的寫數(shù)據(jù)交易中，AXI有

5、一個額外的寫響應有一個額外的寫響應通道。從設備通過寫響應通道向主設備發(fā)出信號表示寫交易通道。從設備通過寫響應通道向主設備發(fā)出信號表示寫交易完成。完成。AMBA AX14協(xié)議-AMBA AXI4功能6所有的AXI4包含了5個不同的通道l 讀地址通道（讀地址通道（Read address channel, AR）。）。l 寫地址通道寫地址通道(Write address channel, AW)。l 讀數(shù)據(jù)通道讀數(shù)據(jù)通道(Read data channel, R)。l 寫數(shù)據(jù)通道寫數(shù)據(jù)通道(Write data channel, W)。l 寫響應通道寫響應通道(Write response cha

6、nnel, B)。AMBA AX14協(xié)議-AMBA AXI4功能7AXI4使用讀地址和讀數(shù)據(jù)通道的讀交易過程AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AX14協(xié)議AXI4使用寫地址、寫數(shù)據(jù)通道和寫響應通道的寫交易過程。89信號信號源源描述描述ACLK時鐘源時鐘源全局時鐘信號。所有的信號在全局時鐘的上全局時鐘信號。所有的信號在全局時鐘的上升沿采樣。升沿采樣。ARESETn復位源復位源全局復位信號。該信號低有效。全局復位信號。該信號低有效。AMBA AX14協(xié)議-AXI4全局信號10AXI4低功耗接口信號低功耗接口信號信號信號源源描述描述CSYSREQ時鐘控制器時鐘控制器

7、系統(tǒng)低功耗請求。這個信號來自系統(tǒng)時鐘控制系統(tǒng)低功耗請求。這個信號來自系統(tǒng)時鐘控制器，使外設進入低功耗狀態(tài)。器，使外設進入低功耗狀態(tài)。CSYSACK外設外設低功耗請求響應信號。這個信號來自系統(tǒng)低功低功耗請求響應信號。這個信號來自系統(tǒng)低功耗請求外設的響應信號。耗請求外設的響應信號。CACTIVE外設外設時鐘活動。該信號表示外設是否要求它的時鐘時鐘活動。該信號表示外設是否要求它的時鐘信號。信號。1=要求外設時鐘。要求外設時鐘。AMBA AX14協(xié)議-低功耗接口信號11讀和寫交易有各自的地址通道。地址通道上給出交易所要求的地址和控制信息。l AXI4讀和寫地址通道包括下面的機制：讀和寫地址通道包括下面

8、的機制：u 可變長度的猝發(fā)操作，每次猝發(fā)操作包含可變長度的猝發(fā)操作，每次猝發(fā)操作包含1-256數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)。u 提供服務質量（提供服務質量（QoS）信號。）信號。u 支持多個區(qū)域接口。支持多個區(qū)域接口。u 猝發(fā)傳輸不能超過猝發(fā)傳輸不能超過4k邊界。邊界。u 回卷、遞增和非遞增猝發(fā)。回卷、遞增和非遞增猝發(fā)。u 使用互斥和鎖的原子操作。使用互斥和鎖的原子操作。u 系統(tǒng)級緩存和緩沖控制。系統(tǒng)級緩存和緩沖控制。u 安全和特權訪問。安全和特權訪問。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號12讀和寫地址通道 讀和寫交易有各自的地址通道。地址通道加載交易所有要讀和寫交易有各自的地址通道。地址通道加載交易所有

9、要求的地址和控制信息。求的地址和控制信息。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號13寫地址通道信號及其信號定義寫地址通道信號及其信號定義信號名信號名源源描述描述AWID3：0主主寫地址寫地址ID。這個信號用于寫地址信號組的標記。這個信號用于寫地址信號組的標記。AWADDR31:0主主寫地址。寫地址信號給出寫猝發(fā)交易的第一個傳輸?shù)刂?。寫地址。寫地址信號給出寫猝發(fā)交易的第一個傳輸?shù)刂?。相關的控制信號線用于確定猝發(fā)中剩余傳輸?shù)牡刂?。相關的控制信號線用于確定猝發(fā)中剩余傳輸?shù)牡刂贰WLEN7:0主主猝發(fā)長度。給出猝發(fā)中準確的傳輸個數(shù)。該信息給出了猝發(fā)長度。給出猝發(fā)中準確的傳輸個數(shù)。該信息給出了和地

10、址相關的數(shù)據(jù)傳輸個數(shù)。和地址相關的數(shù)據(jù)傳輸個數(shù)。AWSIZE2:0主主猝發(fā)大小。這個信號確定猝發(fā)中每個傳輸?shù)拇笮　Ｗ止?jié)猝發(fā)大小。這個信號確定猝發(fā)中每個傳輸?shù)拇笮?。字?jié)通道選通用來說明需要更新的字節(jié)通道。通道選通用來說明需要更新的字節(jié)通道。AWBURST1:0主主猝發(fā)類型。該信息與傳輸大小信息一起，表示在猝發(fā)過猝發(fā)類型。該信息與傳輸大小信息一起，表示在猝發(fā)過程中，地址如何用于每個傳輸。程中，地址如何用于每個傳輸。AWLOCK主主鎖類型。這個信號提供了關于傳輸原子特性的額外信息鎖類型。這個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）（普通或互斥訪問）AWCACHE3:0主主緩存類型。這個

11、信號表示可緩沖、可緩存、寫通過、寫緩存類型。這個信號表示可緩沖、可緩存、寫通過、寫回和分配交易屬性?；睾头峙浣灰讓傩?。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號14信號名信號名源源描述描述AWPROT2:0主主保護類型。這個信號表示交易的普通、特權、或安保護類型。這個信號表示交易的普通、特權、或安全保護級，以及交易是數(shù)據(jù)訪問還是指令訪問。全保護級，以及交易是數(shù)據(jù)訪問還是指令訪問。AWVALID主主寫地址有效。這個信號表示寫地址有效和控制信息寫地址有效。這個信號表示寫地址有效和控制信息是可用的。該信號一直保持有效，直到響應信號是可用的。該信號一直保持有效，直到響應信號AWREADY為高。為高。A

12、WREADY從從寫地址準備。這個信號表示從設備準備接受地址和寫地址準備。這個信號表示從設備準備接受地址和相關的控制信號。相關的控制信號。AWQOS3:0主主用于每個寫交易的地址通道上的用于每個寫交易的地址通道上的4位位QoS標識符（可標識符（可作為優(yōu)先級標志）。作為優(yōu)先級標志）。AWREGION3:0 主主用于每個寫交易的地址通道上的域標識符。用于每個寫交易的地址通道上的域標識符。寫地址通道信號及其信號定義寫地址通道信號及其信號定義AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號15信號名信號名源源描述描述ARID3：0主主讀地址讀地址ID。這個信號用于讀地址信號組的標記。這個信號用于讀地址信號組的

13、標記。ARADDR31:0主主讀地址。讀地址信號給出讀猝發(fā)交易的第一個傳輸?shù)刈x地址。讀地址信號給出讀猝發(fā)交易的第一個傳輸?shù)刂贰Ｖ惶峁┾Оl(fā)的開始地址和給出控制信號，詳細描址。只提供猝發(fā)的開始地址和給出控制信號，詳細描述了在猝發(fā)的剩余傳輸中如何計算地址。述了在猝發(fā)的剩余傳輸中如何計算地址。ARLEN7:0主主猝發(fā)長度。給出猝發(fā)中準確的傳輸個數(shù)。該信息給出猝發(fā)長度。給出猝發(fā)中準確的傳輸個數(shù)。該信息給出了和地址相關的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量。了和地址相關的數(shù)據(jù)傳輸數(shù)量。ARSIZE2:0主主猝發(fā)大小。這個信號確定猝發(fā)中每個傳輸?shù)拇笮?。字猝發(fā)大小。這個信號確定猝發(fā)中每個傳輸?shù)拇笮?。字?jié)通道選通用來指示需要更新的字節(jié)

14、通道。節(jié)通道選通用來指示需要更新的字節(jié)通道。ARBURST1:0主主猝發(fā)類型。該信息與大小信息一起，用于在猝發(fā)過程猝發(fā)類型。該信息與大小信息一起，用于在猝發(fā)過程中，地址如何用于每個傳輸。中，地址如何用于每個傳輸。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號寫地址通道信號及其信號定義寫地址通道信號及其信號定義16信號信號源源描述描述ARLOCK主主鎖類型。這個信號提供了關于傳輸原子特性的額外信息鎖類型。這個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）。（普通或互斥訪問）。ARCACHE3:0主主緩存類型。這個信號提供可緩存?zhèn)鬏攲傩浴＞彺骖愋?。這個信號提供可緩存?zhèn)鬏攲傩?。ARPROT2:0

15、主主保護類型。這個信號提供用于傳輸?shù)谋Ｗo單元信息。保護類型。這個信號提供用于傳輸?shù)谋Ｗo單元信息。ARVALID主主讀地址有效。這個信號表示讀地址有效和控制信息是可讀地址有效。這個信號表示讀地址有效和控制信息是可用的。該信號一直保持有效，直到響應信號用的。該信號一直保持有效，直到響應信號ARREADY為高。為高。ARREADY從從讀地址準備。這個信號表示從設備準備接受地址和相關讀地址準備。這個信號表示從設備準備接受地址和相關的控制信號。的控制信號。ARQOS3:0主主用于每個讀交易的地址通道上的用于每個讀交易的地址通道上的4位位QoS標識符（可作為標識符（可作為優(yōu)先級標志）。優(yōu)先級標志）。ARR

16、EGION3:0主主用于每個讀交易的地址通道上的域標識符。用于每個讀交易的地址通道上的域標識符。讀地址通道信號及其信號定義讀地址通道信號及其信號定義AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號17讀數(shù)據(jù)通道 l 讀數(shù)據(jù)通道傳送所有來自從設備到主設備的讀數(shù)據(jù)及讀相應信讀數(shù)據(jù)通道傳送所有來自從設備到主設備的讀數(shù)據(jù)及讀相應信息。讀數(shù)據(jù)通道包括：息。讀數(shù)據(jù)通道包括：u 數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)總線寬度：8、16、32、64、128、256、512和和1024位寬度。位寬度。u 讀響應表示讀交易完成的狀態(tài)。讀響應表示讀交易完成的狀態(tài)。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號18讀數(shù)據(jù)通道信號及其信號定義讀數(shù)據(jù)

17、通道信號及其信號定義信號名信號名源源描述描述RID3:0從從讀讀ID標記。這個信號是讀數(shù)據(jù)信號組標記。由從設備標記。這個信號是讀數(shù)據(jù)信號組標記。由從設備產生產生RID，RID必須和讀交易中的必須和讀交易中的ARID值匹配。值匹配。RDATA31:0從從讀數(shù)據(jù)。讀數(shù)據(jù)總線可以是讀數(shù)據(jù)。讀數(shù)據(jù)總線可以是8、16、32、64、128、256、512或者或者1024位寬度。位寬度。RRESP1:0從從讀響應。這個信號表示讀傳輸?shù)臓顟B(tài)。允許的響應為讀響應。這個信號表示讀傳輸?shù)臓顟B(tài)。允許的響應為OKAY、EXOKAY、 SLVERR和和DECERR。RLAST從從讀最后一個。表示讀猝發(fā)中的最后一個傳輸。讀

18、最后一個。表示讀猝發(fā)中的最后一個傳輸。RVALID從從讀有效。這個信號表示所要求的讀數(shù)據(jù)是可用的，能讀有效。這個信號表示所要求的讀數(shù)據(jù)是可用的，能完成讀傳輸。完成讀傳輸。RREADY主主讀準備。這個信號表示主設備能接受讀數(shù)據(jù)和響應信讀準備。這個信號表示主設備能接受讀數(shù)據(jù)和響應信息。息。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號19寫數(shù)據(jù)通道l 寫數(shù)據(jù)通道傳送所有從主設備到從設備的寫數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)通寫數(shù)據(jù)通道傳送所有從主設備到從設備的寫數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)通道包括：道包括：u 數(shù)據(jù)總線寬度：數(shù)據(jù)總線寬度：8、16、32、64、128、256、512和和1024位寬度。位寬度。u 每每8位有一個字節(jié)通道選通

19、，用來表示數(shù)據(jù)總線上的哪個字節(jié)是有效位有一個字節(jié)通道選通，用來表示數(shù)據(jù)總線上的哪個字節(jié)是有效的。的。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號20寫數(shù)據(jù)通道信號及其信號定義寫數(shù)據(jù)通道信號及其信號定義信號名信號名源源描述描述WDATA31:0 主主寫數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)總線可以是寫數(shù)據(jù)。寫數(shù)據(jù)總線可以是8、16、32、64、128、256、512或者或者1024位寬度。位寬度。WSTRB3:0主主寫選通。用于表示更新存儲器的字節(jié)通道。對應數(shù)據(jù)寫選通。用于表示更新存儲器的字節(jié)通道。對應數(shù)據(jù)總線的每總線的每8位，有一個寫選通。位，有一個寫選通。WLAST主主寫最后一個。表示寫猝發(fā)中的最后一個傳輸。寫最后一個

20、。表示寫猝發(fā)中的最后一個傳輸。WVALID主主寫有效。這個信號表示所要求的寫有效的數(shù)據(jù)和選通寫有效。這個信號表示所要求的寫有效的數(shù)據(jù)和選通是可用的。是可用的。WREADY從從寫準備。這個信號表示從設備能接受寫數(shù)據(jù)。寫準備。這個信號表示從設備能接受寫數(shù)據(jù)。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號21寫響應通道 寫響應通道提供了一種方法，用于從設備響應寫交易。所有寫響應通道提供了一種方法，用于從設備響應寫交易。所有的寫信號使用完成信號。每個響應用于一次猝發(fā)的完成，而不是的寫信號使用完成信號。每個響應用于一次猝發(fā)的完成，而不是用于每個交易的數(shù)據(jù)。用于每個交易的數(shù)據(jù)。l 讀交易和寫交易可以通過下面的

21、交易例子進行說明：讀交易和寫交易可以通過下面的交易例子進行說明：u 讀猝發(fā)交易。讀猝發(fā)交易。u 重疊猝發(fā)交易。重疊猝發(fā)交易。u 寫猝發(fā)交易。寫猝發(fā)交易。AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號22信號名信號名源源描述描述BID3:0從從響應響應ID。寫響應識別標記。寫響應識別標記。BID值必須匹配寫交易的值必須匹配寫交易的AWID值。值。BRESP1:0從從寫響應。這個信號表示寫交易的狀態(tài)?？稍试S的響應為寫響應。這個信號表示寫交易的狀態(tài)。可允許的響應為OKAY、EXOKAY、 SLVERR和和DECERR。.BVALID從從寫響應有效。這個信號表示所要求的有效寫響應是可用的。寫響應有效。這個

22、信號表示所要求的有效寫響應是可用的。BREADY主主響應準備。這個信號表示主設備可以接受響應信息。響應準備。這個信號表示主設備可以接受響應信息。寫響應通道信號及信號定義寫響應通道信號及信號定義AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號23讀猝發(fā)交易過程中典型信號的交互過程AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號24寫猝發(fā)交易過程中典型信號的交互過程AMBA AX14協(xié)議-AXI4通道及信號25l 為了避免死鎖條件，必須考慮握手信號之間存在的依賴關系。為了避免死鎖條件，必須考慮握手信號之間存在的依賴關系。在任何交易中：在任何交易中：u AXI互聯(lián)中的互聯(lián)中的VALID信號不依賴于交易中其它元件

23、的信號不依賴于交易中其它元件的READY信號。信號。u READY信號能等待信號能等待VALID信號的確認。信號的確認。AXI4通道及信號-AXI4交易通道的握手信號關系26 讀交易中的握手之間的依賴關系l 在確認在確認ARREADY信號前，從設備能等待確認信號前，從設備能等待確認ARVALID信號。信號。l 在從設備通過確認在從設備通過確認RVALID信號開始返回數(shù)據(jù)前，必須等待確信號開始返回數(shù)據(jù)前，必須等待確認所有的認所有的ARVALID和和ARREADY信號。信號。AXI4通道及信號-AXI4交易通道的握手信號關系27AXI4寫交易的握手信號關系AXI4通道及信號-AXI4交易通道的握手

24、信號關系28l 在確認在確認AWVALID和和WVALID信號前，主設備不需要等待從信號前，主設備不需要等待從設備確認設備確認AWREADY或者或者WREADY信號。信號。l 在確認在確認AWREADY前，從設備能等待前，從設備能等待AWVALID或或WVALID信號，或者全部這兩個信號。信號，或者全部這兩個信號。l 在確認在確認WREADY前，從設備能等待前，從設備能等待AWVALID或或WVALID信信號，或者全部這兩個信號。號，或者全部這兩個信號。AXI4通道及信號-AXI4交易通道的握手信號關系29l 從設備在確認從設備在確認BVALID前，從設備必須等待確認所有的前，從設備必須等待確

25、認所有的AWVALID和和AWREADY信號。信號。l 在確認在確認BVALID前，從設備不需要等待主設備確認前，從設備不需要等待主設備確認BREADY信號。信號。l 在確認在確認BREADY前，主設備能等待前，主設備能等待BVALID信號。信號。AXI4通道及信號-AXI4交易通道的握手信號關系30l AXI協(xié)議中定義了三種猝發(fā)類型：協(xié)議中定義了三種猝發(fā)類型：u 固定猝發(fā)（固定猝發(fā)（Fixed burst）。）。u 遞增猝發(fā)（遞增猝發(fā)（Incrementing burst）。）。u 回卷猝發(fā)（回卷猝發(fā)（Wrapping burst）。）。 AXI4猝發(fā)類型AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)

26、類型及地址計算31猝發(fā)類型編碼猝發(fā)類型編碼ARBURST1:0AWBURST1:0猝發(fā)類型猝發(fā)類型描述描述訪問訪問00固定固定固定地址猝發(fā)固定地址猝發(fā)FIFO類型類型01遞增遞增遞增地址猝發(fā)遞增地址猝發(fā)通常的順序存儲器通常的順序存儲器10回卷回卷遞增地址猝發(fā)，但是在遞增地址猝發(fā)，但是在邊界時，返回到低地址。邊界時，返回到低地址。高速緩存行高速緩存行11保留保留-AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算32l 對于回卷式的猝發(fā)方式，有兩個限制：對于回卷式的猝發(fā)方式，有兩個限制：u 開始地址必須對齊傳輸大小。開始地址必須對齊傳輸大小。u 猝發(fā)的長度必須是猝發(fā)的長度必須是2，4，8或或16

27、。猝發(fā)操作的限制l 大于大于16拍的猝發(fā)傳輸只支持遞增類型。拍的猝發(fā)傳輸只支持遞增類型。l 回卷和固定類型只限于小于回卷和固定類型只限于小于16拍的猝發(fā)傳輸。拍的猝發(fā)傳輸。AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算33計算過程中，所需要使用的一些術語：l Start_Address: 主設備給出的開始地址。主設備給出的開始地址。l Number_Bytes: 每次數(shù)據(jù)傳輸過程中最大的字節(jié)個數(shù)。每次數(shù)據(jù)傳輸過程中最大的字節(jié)個數(shù)。l Data_Bus_Bytes: 數(shù)據(jù)總線上的字節(jié)通道的個數(shù)。數(shù)據(jù)總線上的字節(jié)通道的個數(shù)。l Aligned_Address: 開始地址的對齊版本。開始地址的對

28、齊版本。l Burst_Length: 在一個猝發(fā)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目倐€數(shù)在一個猝發(fā)中數(shù)據(jù)傳輸?shù)目倐€數(shù)。AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算34l Address_N: 在一個猝發(fā)中傳輸在一個猝發(fā)中傳輸N個的地址。個的地址。l Wrap_Boundary: 在一個回卷猝發(fā)方式的低地址。在一個回卷猝發(fā)方式的低地址。l Lower_Byte_Lane: 一個傳輸最低尋址字節(jié)的字節(jié)通道。一個傳輸最低尋址字節(jié)的字節(jié)通道。l Upper_Byte_Lane: 一個傳輸中最高尋址字節(jié)的字節(jié)通道。一個傳輸中最高尋址字節(jié)的字節(jié)通道。l INT(x): x取整操作。取整操作。AMBA AX14協(xié)議-AX

29、I4猝發(fā)類型及地址計算35賦值操作l Start_Address=ADDR。l Number_Bytes=2SIZE。l Burst_Length=LEN+1。l Aligned_Address=(INT(Start_Address/Number_Byte)Number_Bytes。AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算36l 在一個猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸樵谝粋€猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸椋簎 Address_1=Start_Address。l 在一個猝發(fā)中，傳輸在一個猝發(fā)中，傳輸N個數(shù)據(jù)后的地址表示為：個數(shù)據(jù)后的地址表示為：u Address_N=Aligned_Add

30、ress+（N-1）Number_Bytes。AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算37l 在一個猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸椋涸谝粋€猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸椋簎 Address_1=Start_Address。l 對于對于WARP的猝發(fā)方式，其邊界由下式確定為：的猝發(fā)方式，其邊界由下式確定為：u Wrap_Boundary=(Int(Start_Address/(Number_Bytes x Burst_Length) (Number_Bytes x Burst_Length)。u 如果如果Address_N=Wrap_Boundary+(Number_Bytes x B

31、urst_Length)，則使用這個等式：，則使用這個等式： Address_N=Wrap_AddressAMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算38l 使用下面的等式確定第一個傳輸中使用哪個字節(jié)通道：使用下面的等式確定第一個傳輸中使用哪個字節(jié)通道：u Lower_Byte_Lane = Start_Address - (INT(Start_Address / Data_Bus_Bytes)Data_Bus_Bytesu Upper_Byte_Lane = Aligned_Address + (Number_Bytes - 1) -(INT(Start_Address / Data_

32、Bus_Bytes) Data_Bus_Bytes。AMBA AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算39l 在一個猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸椋涸谝粋€猝發(fā)中，第一個傳輸?shù)牡刂繁硎緸椋簎 Lower_Byte_Lane = Address_N (INT(Address_N / Data_Bus_Bytes) Data_Bus_Bytes。u Upper_Byte_Lane = Lower_Byte_Lane + Number_Bytes 1。l 傳輸數(shù)據(jù)的范圍在：傳輸數(shù)據(jù)的范圍在：u DATA(8Upper_Byte_Lane) + 7 : (8 x Lower_Byte_Lane)。AMB

33、A AX14協(xié)議-AXI4猝發(fā)類型及地址計算40AWCACHE3:2和ARCACHE3:2 AWCACHE2和和ARCACHE2為讀分配位。為讀分配位。 AWCACHE3和和ARCACHE3為寫分配位。為寫分配位。l 對于讀交易，寫分配位表示：對于讀交易，寫分配位表示：u 由于一個寫交易，位置能預先在高速緩存中進行分配；由于一個寫交易，位置能預先在高速緩存中進行分配；u 由于其它主設備的行為，位置能預先在高速緩存中進行分配；由于其它主設備的行為，位置能預先在高速緩存中進行分配；AMBA AX14協(xié)議-AWCACHE和ARCACHE屬性41l 對于寫交易，讀分配位表示：對于寫交易，讀分配位表示：

34、u 由于一個讀交易，位置能預先在高速緩存中進行分配；由于一個讀交易，位置能預先在高速緩存中進行分配；u 由于其它主設備的行為，位置能預先在高速緩存中進行分配；由于其它主設備的行為，位置能預先在高速緩存中進行分配；AMBA AX14協(xié)議-AWCACHE和ARCACHE屬性AWCACHE1和和ARCACHE1 在在AXI4中表示可修改位。該位為中表示可修改位。該位為1時，表示交易是可修改時，表示交易是可修改的，否則交易時不可修改的。的，否則交易時不可修改的。42不可修改交易不能分割成多個交易或者與其它交易合并。 交易不可修改時，下面的參數(shù)是不可修改的：交易不可修改時，下面的參數(shù)是不可修改的：u 傳

35、輸?shù)刂罚▊鬏數(shù)刂罚ˋWADDR, ARADDR, AWREGION, ARREGION）。）。u 猝發(fā)大?。ㄢОl(fā)大?。ˋWSIZE, ARSIZE）。）。u 猝發(fā)長度（猝發(fā)長度（AWLEN, ARLEN）。）。u 猝發(fā)類型（猝發(fā)類型（AWBURST. ARBURST）。）。u 鎖類型（鎖類型（AWLOCK, ARLOCK）。）。u 保護類型（保護類型（AWPROT，ARPROT）。）。AWCACHE和ARCACHE屬性-不可修改的交易43不可修改交易中，交易ID和QoS值是可修改的。 對于猝發(fā)長度大于對于猝發(fā)長度大于16的不可修改的交易，允許分割成多個交的不可修改的交易，允許分割成多個交易。每

36、個產生的交易都滿足上面的要求，但減少猝發(fā)長度，所產易。每個產生的交易都滿足上面的要求，但減少猝發(fā)長度，所產生的猝發(fā)地址也相應的修改。生的猝發(fā)地址也相應的修改。AWCACHE和ARCACHE屬性-不可修改的交易44l 可修改的交易可以通過下面的方法進行操作：可修改的交易可以通過下面的方法進行操作：u 交易能分割成多個交易。交易能分割成多個交易。u 多個交易能合并成一個交易。多個交易能合并成一個交易。u 讀交易能取出比要求多的數(shù)據(jù)。讀交易能取出比要求多的數(shù)據(jù)。u 寫交易能訪問比要求更大的地址范圍，使用寫選通信號來保證只更新合寫交易能訪問比要求更大的地址范圍，使用寫選通信號來保證只更新合理的位置。理

37、的位置。AWCACHE和ARCACHE屬性-可修改的交易45l 可以修改每個產生交易的：可以修改每個產生交易的：u 傳輸?shù)刂罚▊鬏數(shù)刂罚ˋWADDR、ARADDR）。）。u 猝發(fā)大?。ㄢОl(fā)大?。ˋWSIZE、 ARSIZE）。）。u 猝發(fā)長度（猝發(fā)長度（AWLEN、ARLEN）。）。u 猝發(fā)類型（猝發(fā)類型（AWBURST、ARBURST）。）。 但是，不能修改鎖類型（但是，不能修改鎖類型（AWLOCK、ARLOCK）和保護類型）和保護類型（AWPROT、ARPROT）。）。AWCACHE和ARCACHE屬性-可修改的交易46AWCACHE0和ARCACHE0l AWCACHE0和和ARCACH

38、E0表示可緩沖表示可緩沖。 l ARCACHE0表示讀數(shù)據(jù)由終端設備發(fā)出或者由所寫的目的表示讀數(shù)據(jù)由終端設備發(fā)出或者由所寫的目的設備發(fā)出。設備發(fā)出。l 當為低時，當為低時，AWCACHE0表示寫響應由終端設備發(fā)出，否則表示寫響應由終端設備發(fā)出，否則可以由中間設備發(fā)出。可以由中間設備發(fā)出。AMBA AX14協(xié)議-AWCACHE和ARCACHE屬性47通常情況下，不推薦使用用戶信號。 因為，在因為，在AXI4協(xié)議中沒有定義它們的功能，這樣兩個元件協(xié)議中沒有定義它們的功能，這樣兩個元件在不兼容行為下使用相同的用戶信號，可能導致互操作性問題。在不兼容行為下使用相同的用戶信號，可能導致互操作性問題。下面

39、給出每個下面給出每個AXI4通道的用戶信號名字：通道的用戶信號名字：l AWUSER：寫地址通道用戶信號。：寫地址通道用戶信號。l ARUSER：地址通道用戶信號。：地址通道用戶信號。l WUSER：寫數(shù)據(jù)通道用戶信號。：寫數(shù)據(jù)通道用戶信號。l RUSER：讀數(shù)據(jù)通道用戶信號。：讀數(shù)據(jù)通道用戶信號。l BUSER：寫響應通道用戶信號。：寫響應通道用戶信號。AMBA AX14協(xié)議-AMBA用戶信號48 當實現(xiàn)用戶信號時，并不要求所有通道支持用戶信號。 此外，不希望在一個通用的主設備和從設備元件接口支持此外，不希望在一個通用的主設備和從設備元件接口支持用戶信號。用戶信號。 推薦，包含支持用戶信號的

40、互聯(lián)元件允許這些信號在主設備推薦，包含支持用戶信號的互聯(lián)元件允許這些信號在主設備和從設備之間進行傳遞。用戶信號的寬度在實現(xiàn)時定義，在每個和從設備之間進行傳遞。用戶信號的寬度在實現(xiàn)時定義，在每個通道的寬度可以不同。通道的寬度可以不同。AMBA AX14協(xié)議-AMBA用戶信號49l 直通模式。直通模式。l 只轉換模式。只轉換模式。l N-1互聯(lián)模式?；ヂ?lián)模式。l 1-N互聯(lián)模式。互聯(lián)模式。l N-M互聯(lián)模式。互聯(lián)模式。其互聯(lián)結構模型包括: :AMBA協(xié)議規(guī)范-AMBA AXI4互聯(lián)結構50主設備0從設備0 互聯(lián)AMBA AXI4互聯(lián)結構-直通模式 當只有一個主設備和一個從設備和當只有一個主設備和一

41、個從設備和AXI互聯(lián)時，互聯(lián)時，AXI互聯(lián)不互聯(lián)不執(zhí)行任何轉換或流水線功能，執(zhí)行任何轉換或流水線功能，AXI互聯(lián)結構退化成直接的線連接。互聯(lián)結構退化成直接的線連接。在這種模式下，沒有延遲存在，同時不消耗邏輯資源。在這種模式下，沒有延遲存在，同時不消耗邏輯資源。51主設備0轉換/流水從設備0互聯(lián)AMBA AXI4互聯(lián)結構-只轉換模式52 連接一個主設備和一個從設備時，連接一個主設備和一個從設備時，AXI互聯(lián)能執(zhí)行不同的轉換互聯(lián)能執(zhí)行不同的轉換和流水線功能。這些功能主要包括：和流水線功能。這些功能主要包括：l 數(shù)據(jù)寬度轉換；數(shù)據(jù)寬度轉換；l 時鐘速率轉化；時鐘速率轉化；l AXI4-Lite從適應

42、；從適應；l AXI-3從適應；從適應；l 流水線（例如一個寄存器流水線（例如一個寄存器Slice或者數(shù)據(jù)通道或者數(shù)據(jù)通道FIFO）。）。在只轉換模式下，在只轉換模式下，AXI互聯(lián)不包含仲裁、解碼或布線邏輯，但互聯(lián)不包含仲裁、解碼或布線邏輯，但是可能產生延遲。是可能產生延遲。AMBA AXI4互聯(lián)結構-只轉換模式AMBA AXI4互聯(lián)結構-N-1互連模式53AMBA AXI4互聯(lián)結構-N-1互連模式54 AXI互聯(lián)的一個普通的退化配置模式是，多個主設備訪問一互聯(lián)的一個普通的退化配置模式是，多個主設備訪問一個從設備。個從設備。 典型的，一個存儲器控制器，很顯然需要仲裁邏輯。這種情典型的，一個存儲

43、器控制器，很顯然需要仲裁邏輯。這種情況下，況下，AXI互聯(lián)不需要地址譯碼邏輯（除非需要確認地址的有效互聯(lián)不需要地址譯碼邏輯（除非需要確認地址的有效范圍）。在這個配置中，也執(zhí)行數(shù)據(jù)寬度和時鐘速率的轉換范圍）。在這個配置中，也執(zhí)行數(shù)據(jù)寬度和時鐘速率的轉換。55互聯(lián)主設備主設備0 0從設備從設備0 0從設備從設備1 1AMBA AXI4互聯(lián)結構-1-N互連模式56 另一個另一個AXI互聯(lián)退化的結構是，一個主設備，典互聯(lián)退化的結構是，一個主設備，典型的處理器，訪問多個存儲器映射的從外設。在這種型的處理器，訪問多個存儲器映射的從外設。在這種模式下，模式下，AXI互聯(lián)不執(zhí)行仲裁互聯(lián)不執(zhí)行仲裁(在地址和寫數(shù)

44、據(jù)通道在地址和寫數(shù)據(jù)通道)。AMBA AXI4互聯(lián)結構-1-N互連模式57 AXI互聯(lián)提供了一種共享地址多數(shù)據(jù)流（互聯(lián)提供了一種共享地址多數(shù)據(jù)流（SAMD）拓撲結構，這種結構中包含稀疏的數(shù)據(jù)交叉開關連接、拓撲結構，這種結構中包含稀疏的數(shù)據(jù)交叉開關連接、單線程寫和讀地址仲裁。單線程寫和讀地址仲裁。AMBA AXI4互聯(lián)結構-N-M互連模式58AMBA AXI4互聯(lián)結構-N-M互連模式共享寫和讀地址仲裁的N-M的AXI互聯(lián)結構59AMBA AXI4互聯(lián)結構-N-M互連模式稀疏互聯(lián)開關寫和讀數(shù)據(jù)通路60AXI4-Lite接口是AXI4接口的子集，專用于和元件內的控制寄存器進行通信。 AXI4-Lit

45、e AXI4-Lite允許構建簡單的元件接口。這個接口規(guī)模允許構建簡單的元件接口。這個接口規(guī)模是較小的，對設計和驗證方面的要求更少。是較小的，對設計和驗證方面的要求更少。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能61l AXI4-LiteAXI4-Lite接口的關鍵特性包含：接口的關鍵特性包含：u 所有交易的猝發(fā)長度為所有交易的猝發(fā)長度為1。u 所有訪問數(shù)據(jù)的大小和數(shù)據(jù)總線寬度相同。所有訪問數(shù)據(jù)的大小和數(shù)據(jù)總線寬度相同。u 支持數(shù)據(jù)總線寬度為支持數(shù)據(jù)總線寬度為32位或位或64位（要求位（要求64位原子訪問）。位原子訪問）。u 所有的訪問相當于所有的訪問相當于AWCACHE和和ARCACHE等于等

46、于b0000(非緩沖和非緩存的非緩沖和非緩存的)。u 不支持互斥性操作。不支持互斥性操作。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能62AXI4-Lite接口信號接口信號全局全局寫地址通道寫地址通道寫數(shù)據(jù)通道寫數(shù)據(jù)通道寫響應通道寫響應通道讀地址通道讀地址通道讀數(shù)據(jù)通道讀數(shù)據(jù)通道ACLKAWVAILDWVALIDBVALIDARVALIDRVALIDARESETnAWREADYWREADYBREADYARREADYRREADY-AWADDRWDATABRESPARADDRRDATA-AWPROTWSTRB-ARPROTPRRESPAMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能63AXI4-Lite支持多

47、個未完成的交易。但是，通過合理的使用握手信號，支持多個未完成的交易。但是，通過合理的使用握手信號，一個所設計的從設備允許對這種交易進行限制。一個所設計的從設備允許對這種交易進行限制。 在在AXI-Lite中不支持中不支持AXI IDs。這個定義規(guī)定了所有的交易。這個定義規(guī)定了所有的交易必須是順序的，所有的交易必須使用一個單獨固定的必須是順序的，所有的交易必須使用一個單獨固定的ID值。值。 從設備可選擇支持從設備可選擇支持AXI ID信號。這樣，允許使用的從設備信號。這樣，允許使用的從設備是全是全AXI接口，而不需要對接口進行修改接口，而不需要對接口進行修改。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite

48、功能64AXI4-Lite支持寫選通 這樣允許實現(xiàn)多個不同大小的寄存器，也允許實現(xiàn)可以使用這樣允許實現(xiàn)多個不同大小的寄存器，也允許實現(xiàn)可以使用字節(jié)和半字訪問進行寫操作的存儲器結構。字節(jié)和半字訪問進行寫操作的存儲器結構。 所有的主接口和互聯(lián)必須提供正確的寫選通信號。所有的從所有的主接口和互聯(lián)必須提供正確的寫選通信號。所有的從設備元件可以選擇是否使用寫選通信號。設備元件可以選擇是否使用寫選通信號。 對于提供類似存儲器行為的從設備元件必須充分的支持寫選對于提供類似存儲器行為的從設備元件必須充分的支持寫選通。通。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能65AXI和和AXI4-Lite的互通性的互通性主

49、設備主設備從設備從設備互通性互通性AXIAXI充分。充分。AXI-LiteAXI-Lite充分。充分。AXIAXI-Lite要求反映要求反映AXI ID，可能要求轉換。，可能要求轉換。AXI-LiteAXI充分。充分。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能66上表給出了AXI和AXI4-Lite的互通性。 只有主設備是只有主設備是AXI和從設備是和從設備是AXI-Lite的情況需要特殊的考的情況需要特殊的考慮。這種情況要求反映慮。這種情況要求反映ID，使用和地址交易相關的，使用和地址交易相關的AXI ID。 然后，隨讀數(shù)據(jù)或者寫響應返回相同的然后，隨讀數(shù)據(jù)或者寫響應返回相同的ID號。這是因為

50、主號。這是因為主設備需要返回的設備需要返回的ID來正確識別交易的響應來正確識別交易的響應。AMBA協(xié)議規(guī)范-AX14-Lite功能67支持很多不同的流類型。流協(xié)議在傳輸和包之間定義了聯(lián)系。AXI-Stream信號列表信號列表信號信號源源描述描述ACLK時鐘源時鐘源全局時鐘信號。所有信號在全局時鐘信號。所有信號在ACLK信號上升沿采信號上升沿采樣。樣。ARESETn復位源復位源全局復位信號，全局復位信號，ARESETn低有效。低有效。TVALID主主TVALID表明主設備正在驅動一個有效的傳輸。表明主設備正在驅動一個有效的傳輸。當確認當確認TVALID和和TREADY信號后，發(fā)生一個傳信號后，發(fā)生一個傳輸。輸。TREADY從從TREADY表明在當前周期能接收一個傳輸。表明在當前周期能接收一個傳輸。TDATA(8n-1):0主主TDATA是基本的有效載荷，用來提供跨越接口的是基本的有效載荷，用來提供跨越接口的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)為整數(shù)個字節(jié)。數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)為整數(shù)個字節(jié)。AMBA協(xié)議規(guī)范-AXI-Stream接口接口68TSTRB(n-1):0主主TSTRB為字節(jié)修飾符，用來描述為字節(jié)修飾符，用來描述TDATA相關字節(jié)內相關字節(jié)內容作為一個數(shù)字字節(jié)或者一個位置字節(jié)被處理。容作為一個數(shù)字字節(jié)或者一個位置字節(jié)被處理。TKEEP(n-1):0主主TKEEP是字節(jié)修飾符，用來表明是字節(jié)修飾符，用