AXI通道定義及AXI總線信號描述

學(xué)習(xí)內(nèi)容

本文主要介紹了AXI通道以及在每個通道下信號的概述。

AXI通道定義

簡單回顧前文提到的AXI的通道定義，AXI協(xié)議是基于突發(fā)的，并定義了以下獨(dú)立的傳輸通道:

? read address

? read data

? write address

? write data

? write response

每個獨(dú)立通道由一組信息信號、VALID信號和READY信號組成。用于提供雙向握手機(jī)制。VALID信號:信息源端使用VALID信號來顯示何時是有效地址；數(shù)據(jù)或控制信息是否在通道上可用。READY信號:目的端使用READY信號來顯示何時可以接受信息。LAST信號:讀數(shù)據(jù)通道和寫數(shù)據(jù)通道都包括一個LAST信號，以指示傳輸中的最后一個數(shù)據(jù)。

讀寫數(shù)據(jù)地址通道

讀寫通道都各自包含了他們各自的地址通道，地址通道攜帶了所有被需請求的的地址和相關(guān)的控制信息。

讀數(shù)據(jù)通道

讀數(shù)據(jù)通道把讀數(shù)據(jù)和讀響應(yīng)信息從slave傳送到master。其中包含下述信息：

數(shù)據(jù)總線，可以是8、16、32、64、128、256、512、1024位。

一個讀響應(yīng)信號用于表示讀操作完成狀態(tài)。

寫數(shù)據(jù)通道

寫數(shù)據(jù)通道將寫數(shù)據(jù)從master傳送到slave。其中包含下述信息：

數(shù)據(jù)總線，可以是8、16、32、64、128、256、512、1024位。

一個字節(jié)的通道頻閃信號（WSTRB）指示8個數(shù)據(jù)位，指示哪些數(shù)據(jù)字節(jié)是有效的。

寫數(shù)據(jù)通道信息總是被當(dāng)作緩沖處理，因此主機(jī)執(zhí)行寫操作時，不需要從機(jī)確認(rèn)之前的寫操作。

寫響應(yīng)通道

寫響應(yīng)通道由從機(jī)發(fā)送給主機(jī)，包含了寫響應(yīng)信號，用于指示當(dāng)前寫操作是否完成。所有寫操作都需要在寫響應(yīng)通道上發(fā)送完成信號。

AXI總線信號描述

了解完通道的內(nèi)容，接著介紹具體的信號功能。本節(jié)介紹的是AXI4-Full的信號功能，后文將介紹AXI4-Lite接口，相對AXI4-Full，AXI4-Lite接口信號會少很多。

全局信號

ACLK ：全局時鐘。

ARESETn ：復(fù)位信號低電平有效。

在AXI總線中所有的數(shù)據(jù)都是在全局時鐘的上升沿進(jìn)行采樣的。

寫地址通道信號

下面的表格列舉出寫地址通道的信號，常用的信號將加粗標(biāo)注。

如何確定突發(fā)傳輸?shù)拇笮?、長度、類型？

下面給出一個例子：如下圖所指示：下圖是一個讀地址通道的操作，這里用方框框選的數(shù)據(jù)傳輸，是一次突發(fā)傳輸。對于該次突發(fā)傳輸：一共進(jìn)行了四次數(shù)據(jù)傳輸，所以突發(fā)的長度就是4。然后針對一次數(shù)據(jù)傳輸，每次數(shù)據(jù)傳輸位寬，為突發(fā)傳輸?shù)拇笮?。假設(shè)傳輸?shù)臄?shù)據(jù)是8位的，這里的突發(fā)長度就是8。

對于突發(fā)傳輸?shù)拈L度的不同，這里直接引用ARM的文檔內(nèi)容參考即可。

對于突發(fā)的大小，這里定義了組寄存器來標(biāo)識傳輸?shù)臄?shù)據(jù)位寬：

對于突發(fā)的類型，這里有三種突發(fā)類型分別如下：

FIXED（固定型）：在一個固定的突發(fā)中，地址對于突發(fā)中的每一次傳輸都是相同的。這種突發(fā)類型用于重復(fù)訪問相同的位置，例如加載或清空FIFO。INCR（自增型）：在遞增的突發(fā)中，突發(fā)中每個傳輸?shù)牡刂肥乔耙粋€傳輸?shù)牡刂返脑隽俊Ｔ隽恐等Q于傳輸?shù)拇笮?。例如，在一個大小為4個bvtes的突發(fā)中，每個傳輸?shù)牡刂肥乔耙粋€地址的加4個。這種突發(fā)類型用于訪問順序存儲器。
WRAP（回環(huán)突發(fā)）：回環(huán)突發(fā)類似于遞增突發(fā)。不同的是，如果達(dá)到了地址上限，地址將被重新裝一個較低的地址。這種突發(fā)類型用于高速緩存線訪問。使用回環(huán)突發(fā)必須遵守下列限制條件：

起始地址必須與每次傳輸?shù)拇笮∫恢?

突發(fā)的長度必須是2、4、8或16。

回環(huán)突發(fā)要求:

突發(fā)使用的最低地址與要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的總大小對齊，即為((突發(fā)中每個傳輸?shù)拇笮?×(突發(fā)中傳輸?shù)臄?shù)量))。這個地址被定義為換行邊界。

在每次傳輸之后，地址以同樣的方式增加，就像增加帶寬一樣。但是，如果這個增加的地址是((wrap boundary) +(要傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的總大小)，那么地址就會繞到wrap boundary。

在突發(fā)中的第一次傳輸可以使用一個比繞包邊界更高的地址，這取決于適用于繞包突發(fā)的限制。這意味著對任何第一個地址高于邊界的操作，會自動換行突發(fā)。

突發(fā)類型的寄存器的解碼表如下：

寫數(shù)據(jù)通道信號

寫響應(yīng)通道信號

對于寫響應(yīng)通道的BRESP信號，具體響應(yīng)有下述四種類型：

OKAY:正常訪問成功。表示正常訪問成功。也可以指示獨(dú)占訪問失敗。

EXOKAY:獨(dú)占訪問。指示獨(dú)占訪問的讀或?qū)懖糠忠呀?jīng)成功。

SLVERR:從機(jī)錯誤。當(dāng)訪問成功到達(dá)從機(jī)時使用，但是從機(jī)向主機(jī)返回一個錯誤條件。

DECERR:解碼錯誤。通常由互連組件生成，以指示在操作地址處沒有從從機(jī)響應(yīng)。

BRESP信號解碼表如下：

讀地址通道信號

讀數(shù)據(jù)通道信號

Reference

正點(diǎn)原子ZYNQ視頻教程。

ARM官方文檔：IHI0022D

審核編輯：湯梓紅