zynq设计学习笔记7-AXI简介
AXI介绍
1.什么是AXI?
AXI(高级可扩展接口),是ARM,AMBA的一部分;
AMBA:高级微控制器总线架构
1996年首次引入的一组微控制器总线;开放的片内互联的总线标准,能在多主机设计中实现多个控制器核外围设备之间的连接和管理。
详细官方文档见:
https://download.csdn.net/download/qq_42025108/15735039
2.AXI4三种类型
AXI4(AXI4-Full)
用于高性能的存储区映射需求。存储器映射:主机对从机进行读写操作时,会指定一个目标地址,这个地址就是对应系统存储空间的地址,表示对该空间进行读写操作。
功能最丰富,占用资源最多,支持单次突发传输256个数据。
AXI4-Lite
简化版的AXI4接口,用于低吞吐率的存储器映射的通信,仅支持单次传输1个数据。
AXI4-Stream(ST)
用于高速的流数据通信,不属于存储器映射,突发传输长度不受限制。
3.AXI优点
生产力、灵活性、可活得性
4.AXI的工作方式
AXI4和AXI-Lite包含5个独立通道
读地址通道
读数据通道
写地址通道
写数据通道
写相应通道
结论:
AXI4:由于读写通道数据分离,可同时支持读写双向传输;突发长度最大256。
AXI4-Lie:和AXI4比较类似,但不支持突发传输。
AXI4-Stream:只有一个单一数据通道,单向数据流,基于握手的机制。和AXI4的写数据通道比较类似,突发长度不受限制。
5.基础架构IP核举例
AXI Register slices
AXI FIFOS
AXI Interconnect IP and AXI SmartConnect IP
AXI Direct Memory Access(DMA) engines
(用得比较多,实现stream流到存储器映射接口的转化)
AXI Performance Monitors and Protocol Checkers
AXI Verification IP
6.实现方式
建立带AXI4接口的IP核,实现步骤见如下博客(AXI4-Lite使用案例):
https://blog.csdn.net/qq_42025108/article/details/113134186?spm=1001.2014.3001.5501
7.AXI InterConnect 和AXI SmartConnect
这两个IP核都是用于连接单/多个存储器映射的AXI Master和单/多个存储器映射的AXI。一般Vivado可以智能自动连接。
8.AXI的通道定义
每一个独立的通道都包含一组信息信号、VALID信号和READY信号,用于提供双向握手机制。
信息源端使用VALID信号表示当前通道地址、数据和控制信息什么时候有效,目的端使用READY信号表示什么时候可以接收信息。读数据通道和写数据通道都包含一个LAST信号,用于表示传输的最后一个数据。
读数据通道和写数据通道都包含各自的地址通道,地址通道携带了请求所需的地址和信息。读数据通达由从机发送给主机,包含了读数据和读响应的信息,读响应的信号用于表示读传输是否操作完成;写数据通道由主机发给从机,包含了写数据,然后通道WSTRB信号表示当前数据的哪个字节有效。
写响应信号通道由从机发送给主机,包含了写响应信号,用于表示当前写操作是否完成。
所有数据在时钟上升沿采样;复位低电平有效。
9.握手机制
所有五个事务通道都使用相同的VALID/READY信号握手来传输地址、数据和控制信息。这种双向流量控制机制意味着主机和从机之间传输数据时,主从双方都可以控制传输速率。源产生有效的信号来指示地址。数据或控制信息可用。目的地产生就绪信号来指示它可以接受信息。只有当VALID和READY同时为高电平时,传输才会发生在主接口和从接口上,输入和输出信号之间必须没有组合路径。
AXI协议需要维护以下关系:
在写入事务中,写入响应必须始终紧跟它所属的最后一个写入传输;读取的数据必须总是跟在数据所关联的地址后面;通道握手必须符合在通道握手之间的依赖项中定义的依赖项信号。
10.AXI4-Lite的选择
适用于当不需要AXI4完整功能的时候,一些简单的控制寄存器的读写。所有突发传输长度为1;所有的数据访问都使用数据总线的全宽度,AX14-Lite支持32位或64位的数据总线宽度。所有访问都是不可修改、不可缓冲的不支持独占访问。
11.时序图
突发读:
突发写:
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