＜Xilinx AXI4＞ AXI4_Full（一）总线说明

news2024/11/14 20:50:09

01 AXI4-Full Brust传输介绍

write burst transcation

read burst transcation

02 AXI4_Full读写事务接口说明

写事务(Write transaction)

AXI4-Full_master写事务逻辑信号

AXI4-Full_slave写事务逻辑信号

读事务(Read transaction)

AXI4-Full_master读事务逻辑信号

AXI4-Full_slave读事务逻辑信号

03 文章总结

大家好，这里是程序员杰克。一名平平无奇的嵌入式软件工程师。

前面的推送已对AXI总线的特性以及相关内容进行了总结分享。本篇对AXI4-Full总线的一些特性不再赘述，本篇主要内容是对axi4-full的最重要的特性“burst传输”以及读写事务相关信号接口进行总结分享。

01 AXI4-Full Brust传输介绍

AXI4-Full总线协议其支持突发传输，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。在Xilinx的SOC芯片中，主要用于PL与PS间对DDR/BRAM等高速存储器的读写访问。其在高速、高带宽的数据交互有着很大的作用。本节主要是介绍一下write、read突发传输的传输模型以及简单时序图。

write burst transcation

突发写传输模型如下图所示：

突发写传输时序略图如下所示：

上图与axi4-lite的时序对比来看，axi4-full的握手传输信号多了一个WLAST用以表示brust传输的最后一次；而axi4-lite仅仅支持burst一次；其他的诸如握手机制大同小异。此处其他配置信号并未显示出来。

read burst transcation

突发读传输模型如下图所示：

突发读传输时序略图如下所示：

02 AXI4_Full读写事务接口说明

对于AXI4、AXI4-Lite而言，关键是地址和数据。对于地址和数据有效而言，取决于各通道的握手机制(xVALID、xREADY)，以此为依据对时序进行分析。

写事务(Write transaction)

AXI4_Full写传输事务逻辑仿真如下：

AXI4-Full_master写事务逻辑信号

AXI4-Full_master控制的信号如下表：

信号	所属通道	说明
AWID	写地址通道	写地址ID，用来表征一组写信号
AWADDR		写入地址/突发传输开始地址
AWLEN		AWLEN[7:0]写传输的长度(burst次数)，位宽为8bit， burst次数=ARLEN + 1，即最大支持256次burst传输. 对于INCR模式(地址递增)：最大支持256次brust传输对于WAP模式(边界环回)：最大支持16次brust传输
AWSIZE[7:0] 固定位宽		AWSIZE[2:0]单次burst传输的字节大小，位宽为3bit，用于表示传输字节[1, 128]具体如下： 0'b000 = 3'd0 ：1字节（8bit） 0'b001 = 3'd1 ：2字节（16bit） 0'b010 = 3'd2 ：4字节（32bit） 0'b011 = 3'd3 ：8字节（64bit） 0'b100 = 3'd4 ：16字节（128bit） 0'b101 = 3'd5 ：32字节（256bit） 0'b110 = 3'd6 ：64字节（512bit） 0'b111 = 3'd7 ：128字节（1024bit）
AWBURST[1:0] 固定位宽		写突发传输类型: 0'b00-FIXED(固定长度)，用于FIFO访问. 0'b01-INCR(地址递增)，地址增量取决于AxSIZE的值 0'b10-WRAP(边界环回) 0'b11-RESERVED(无效保留)
AWLOCK		锁信号, 支持原子操作
AWCACHE[3:0] 固定位宽		内存参数(默认为0): AWCACHE[0] - Bufferable AWCACHE[1] - Modifiable AWCACHE[2] - Other Allocate AWCACHE[3] - Allocate
AWPROT[2:0] 固定位宽		内存访问属性. 可用于保护内存免受意外事务的影响. AWPROT[0]：特权/非特权访问 0'b1-特权, 0'b0-非特权 AWPROT[1]：安全属性，与AxNSE共同作用(不详细说明) AWPROT[2]：访问的类型(数据/指令) 0'b1-指令访问, 0'b0-数据访问
AWQOS		事务优先级信号, 默认设置为0x0
AWREGION		域识别符，表征物理内存区域，可实现单一物理接口对应多个逻辑接口
AWUSER		扩展的用户自定义信号
AWVALID		有效信号
WDATA	写数据通道	写数据
WSTRB		写数据选通信号
WLAST		传输标志信号，表示最后一个突发传输
WUSER		用户自定义扩展数据
WVALID		写有效信号
BREADY	写响应通道	ready信号，表示master可接收写响应

AXI4-Full_slave写事务逻辑信号

AXI4-Full_slave控制的信号如下表：

信号	所属通道	说明
AWREADY	写地址通道	ready信号，表示slave可接收写地址控制信号
WREADY	写数据通道	ready信号，表示slave可接收写数据
BID	写响应通道	写传输响应 ID
BRESP		写响应信号，表示写传输的状态
BUSER		用户自定义扩展信号
BVALID		写响应有效信号

读事务(Read transaction)

AXI4_Full读传输事务逻辑仿真如下：

AXI4-Full_master读事务逻辑信号

AXI4-Full_master控制的信号如下表：

信号	所属通道	说明
ARID	读地址通道	读地址ID，用来表征一组读信号
ARADDR		数据突发传输开始读取地址
ARLEN		ARLEN[7:0]写传输的长度(burst次数)，位宽为8bit， burst次数=ARLEN[7:0] + 1，即最大支持256次burst传输. 对于INCR模式(地址递增)：最大支持256次brust传输对于WAP模式(边界环回)：最大支持16次brust传输
ARSIZE[7:0] 固定位宽		ARSIZE[2:0]单次burst传输的字节大小，位宽为3bit，用于表示传输字节[1, 128]具体如下： 0'b000 = 3'd0 ：1字节（8bit） 0'b001 = 3'd1 ：2字节（16bit） 0'b010 = 3'd2 ：4字节（32bit） 0'b011 = 3'd3 ：8字节（64bit） 0'b100 = 3'd4 ：16字节（128bit） 0'b101 = 3'd5 ：32字节（256bit） 0'b110 = 3'd6 ：64字节（512bit） 0'b111 = 3'd7 ：128字节（1024bit）
ARBURST[1:0] 固定位宽		读突发传输类型: 0'b00-FIXED(固定长度)，用于FIFO访问. 0'b01-INCR(地址递增)，地址增量取决于AxSIZE的值 0'b10-WRAP(边界环回) 0'b11-RESERVED(无效保留)
ARLOCK		锁信号, 支持原子操作
ARCACHE[3:0] 固定位宽		内存参数(默认为0): ARCACHE[0] - Bufferable ARCACHE[1] - Modifiable ARCACHE[2] - Allocate ARCACHE[3] - Other Allocate 特别注意：此处与AWCACHE的各bit代表的含义不一致. 注意区分.
ARPROT[2:0] 固定位宽		内存访问属性. 可用于保护内存免受意外事务的影响. ARPROT[0]：特权/非特权访问 0'b1-特权, 0'b0-非特权 ARPROT[1]：安全属性，与AxNSE共同作用(不详细说明) ARPROT[2]：访问的类型(数据/指令) 0'b1-指令访问, 0'b0-数据访问
ARQOS		事务优先级信号, 默认设置为0x0
ARREGION		域识别符，表征物理内存区域，可实现单一物理接口对应多个逻辑接口
ARUSER		扩展的用户自定义信号
ARVALID		有效信号
RREADY	读数据通道	ready信号

AXI4-Full_slave读事务逻辑信号

AXI4-Full_slave控制的信号如下表：

信号	所属通道	说明
ARREADY	读地址通道	ready信号，表示slave可接收读地址控制信号
RID	读数据通道	读传输响应 ID
RDATA		读数据
RRESP		读响应，用于表示读传输的状态
RLAST		传输标志信号，表示最后一个突发读传输
RUSER		扩展的用户自定义信号
RVALID		有效信号