深入剖析AXI的協議與架構（上）
本篇文章為大家介紹AXI的協議與架構。
內容概括
這次為大家講述的內容包括：
關于AXI協議
AXI架構
0****1
AXI協議
AMBA AXI協議支持用于主從模塊之間通信的高性能、高頻率系統設計。
AXI****協議的定位：
?適用于高帶寬、低時延設計
?不需要復雜的橋就可以滿足高頻時鐘的要求
?滿足大多數模塊的接口需求
?適用于初始延遲較高的存儲器控制
?在總線互聯架構上提供更大的靈活性
?后向兼容AHB和APB接口
**AXI **協議的主要特征：
?地址/控制操作與數據操作分離
?使用byte strobes(字節選通）信號實現非對齊數據傳輸
?使用burst傳輸(突發傳輸）時只需要發送首地址，便可以發送一段數據
?讀數據和寫數據通道獨立，從而支持DMA (low-cost Direct Memory Access)
?支持outstanding功能，可以發送多個地址進行讀寫
02
AXI架構
AXI協議是基于burst的傳輸，并且定義了以下5個獨立的傳輸通道：讀地址通道、讀數據通道、寫地址通道、寫數據通道、寫響應通道。
a
讀架構
地址通道攜帶控制消息，用于描述被傳輸的數據屬性；數據傳輸使用寫通道來實現master到slave的傳輸，slave使用寫響應通道來完成一次寫傳輸；讀通道用來實現數據從slave到master的傳輸。
相關信號：
讀地址通道信號：
| 信號名 | 來源 | 描述 |
|---|---|---|
| ARID | master | 讀地址ID |
| ARADDR | master | 讀地址 |
| ARLEN | master | 突發長度 |
| ARSIZE | master | 突發尺寸（每次突發傳輸的byte數） |
| ARBURST | master | 突發類型（FIXED，INCR，WRAP） |
| ARCACHE | master | 存儲類型 |
| ARPROT | master | 保護類型 |
| ARQOS | master | QoS標識符 |
| ARREGION | master | 區域標識符 |
| ARUSER | master | 用戶自定義 |
| ARVALID | master | 讀地址有效（有效時表示ARADDR上地址有效） |
| ARREADY | slave | 寫有效信號（有效時表示從機準備好接收讀地址） |
讀數據通道信號：
| 信號名 | 來源 | 描述 |
|---|---|---|
| RID | slave | 讀ID標簽 |
| RDATA | slave | 讀數據 |
| RRESP | slave | 讀響應 |
| RLAST | slave | 有效時表示為突發傳輸的最后一個 |
| RUSER | slave | 用戶自定義 |
| RVALID | slave | 讀數據有效信號 |
| RREADY | master | 主機就緒信號（有效時表示） |
b
寫架構
AXI使用基于VALID/READY的握手機制數據傳輸協議，傳輸源端使用VALID表明地址/控制信號、數據是有效的，目的端使用READY表明自己能夠接受信息。
- 讀/寫地址通道：讀、寫傳輸每個都有自己的地址通道，對應的地址通道承載著對應傳輸的地址控制信息。
- 讀數據通道：讀數據通道承載著讀數據和讀響應信號包括數據總線（8/16/32/64/128/256/512/1024 bit）和指示讀傳輸完成的讀響應信號。
- 寫數據通道：寫數據通道的數據信息被認為是緩沖（buffered）了的，master無需等待slave對上次寫傳輸的確認即可發起一次新的寫傳輸。寫通道包括數據總線（8/16...1024 bit）和字節線（用于指示8 bit 數據信號的有效性）。
- 寫響應通道：slave使用寫響應通道對寫傳輸進行響應。所有的寫傳輸需要寫響應通道的完成信號。
寫地址通道信號：
| 信號名 | 來源 | 描述 |
|---|---|---|
| AWID | master | 寫地址ID（用于區分該地址屬于哪個寫地址組） |
| AWADDR | master | 寫地址 |
| AWLEN | master | 突發長度 |
| AWSIZE | master | 突發尺寸（每次突發傳輸的最長byte數） |
| AWBURST | master | 突發方式（FIXED，INCR，WRAP） |
| AWCACHE | master | 存儲類型（標記系統需要的傳輸類型） |
| AWPROT | master | 保護模式 |
| AWQOS | master | QoS標識符 |
| AWREGION | master | region標識符（當slave有多種邏輯接口時標識使用的邏輯接口） |
| AWUSER | master | 用戶自定義信號 |
| AWVALID | master | 寫地址有效信號（有效時表示AWADDR上地址有效） |
| AWREADY | master | 寫從機就緒信號（有效時表示從機準備好接收地址） |
寫數據通道信號：
| 信號名 | 來源 | 描述 |
|---|---|---|
| WDATA | master | 寫數據 |
| WSTRB | master | 數據段有效（標記寫數據中哪幾個8位字段有效） |
| WLAST | master | last信號（有效時表示當前為突發傳輸最后一個數據） |
| WUSER | master | 用戶自定義信號 |
| WVALID | master | 寫有效信號（有效時表示WDATA上數據有效） |
| WREADY | slave | 寫ready信號（有效時表示從機準備好接收數據） |
寫響應通道信號：
| 信號名 | 來源 | 描述 |
|---|---|---|
| BID | slave | 響應ID |
| BRESP | slave | 寫響應 |
| BUSER | slave | 用戶自定義信號 |
| BVALID | slave | 寫響應信號有效 |
| BREADY | master | 寫響應ready（主機準備好接受寫響應信號） |
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?適用于具有高初始訪問延遲的內存控制器。
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?向后兼容AHB和APB接口。
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