AXI 的英文全称是 Advanced eXtensible Interface，即高级可扩展接口，它是 ARM 公司所提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）协议的一部分。AXI 协议就是描述了主设备和从设备之间的数据传输方式，在该协议中，主设备和从设备之间通过握手信号建立连接。

AXI 协议是一种高性能、高带宽、低延迟的片内总线，具有如下特点：

1. 总线的地址/控制和数据通道是分离的；

2. 支持不对齐的数据传输；

3. 支持突发传输，突发传输过程中只需要首地址；

4. 具有分离的读/写数据通道；

5. 支持显著传输访问和乱序访问；

6. 更加容易进行时序收敛。

在数字电路中只能传输二进制数 0 和 1，因此可能需要一组信号才能高效地传输信息，这一组信号就组成了接口。AXI4 协议支持以下三种类型的接口：

1. AXI4：高性能存储映射接口。

2. AXI4-Lite：简化版的 AXI4 接口，用于较少数据量的存储映射通信。

3. AXI4-Stream：用于高速数据流传输，非存储映射接口。

AXI4 协议支持突发传输，主要用于处理器访问存储器等需要指定地址的高速数据传输场景。AXI-Lite为外设提供单个数据传输，主要用于访问一些低速外设中的寄存器。而 AXI-Stream 接口则像 FIFO 一样，数据传输时不需要地址，在主从设备之间直接连续读写数据，主要用于如视频、高速 AD、PCIe、DMA 接口等需要高速数据传输的场合

AXI4 接口，它由五个独立的通道构成：

• 读地址

• 读数据

• 写地址

• 写数据

• 写响应

下面是使用读地址和读数据通道实现读传输过程的示意图：

在一个读传输过程中，主机首先在读地址通道给出读地址和控制信号，然后从机由读数据通道返回读出的数据。另外我们需要注意的是，这是一次突发读操作，主机只给出一个地址，从该地址连续突发读出四个数据。

它用到了写地址、写数据和写响应三个通道。主机在写地址通道给出写地址和控制信号，然后在写数据通道连续突发写四个数据。从机在接收数据之后，在写响应通道给出响应信号。

AXI 总线中的每个通道都包含了一组信息信号，还有一个 VALID 和一个 READY 信号。VALID 信号由源端（source）产生，表示当前地址或者数据线上的信息是有效的；而 READY 信号由目的端（destination）产生，则表示已经准备好接收地址、数据以及控制信息。VALID 和 READY 信号提供了 AXI 总线中的握手机制，如下图所示：

ACLK 为时钟信号，在 AXI 协议中，所有的输入信号都在是 ACLK 的上升沿采样，所有的输出信号必须在 ACLK 的上升沿之后才能改变。在 T1 之后，源端将 VALID 拉高，表明 INFORMATION信号线上传输的是有效的地址、数据或者控制信息。目的端在 T2 之后将 READY 拉高，表明它已经准备好接收数据，此时源端必须保持 INFORMATION 数据稳定不变，直到 T3 时刻进行数据传输。

需要注意的是，源端不允许等目的端的 READY 信号拉高之后，才将 VALID 信号置为有效状态。而且，一旦 VALID 拉高，源端必须保持其处于有效状态，直至成功握手（在时钟上升沿检测到 VALID 和 READY同时为有效状态）。