AMBA AXI总线详解.pdf

AMBA AXI 总线详解 AXI（Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，该协议是 ARM 公司提出的 AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0 协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。AXI 技术丰富了现有的 AMBA 标准内容，满足超高性能和复杂的片上系统（SoC）设计的需求。 AXI 的特点： 1. 单向通道体系结构：信息流只以单方向传输，简化时钟域间的桥接，减少门数量。当信号经过复杂的片上系统时，减少延时。 2. 支持多项数据交换：通过并行执行猝发操作，极大地提高了数据吞吐能力，可在更短的时间内完成任务，在满足高性能要求的同时，又减少了功耗。 3. 独立的地址和数据通道：地址和数据通道分开，能对每一个通道进行单独优化，可以根据需要控制时序通道，将时钟频率提到最高，并将延时降到最低。 AXI 协议的组成： 1. 5 个独立的通道：read address channel、write address channel、read data channel、write data channel、write response channel。 2. 每一个 AXI 传输通道都是单方向的。 3. 每一个事务都有地址和控制信息在地址通道中，用来描述被传输数据的性质。 4. 读事务的结构图：包括地址通道、读数据通道和读响应通道。 5. 写事务的结构图：包括地址通道、写数据通道和写响应通道。 6. 每一个通道都包含一个信息信号和一个双路的 VALD、READY 握手机制。 7. 信息源通过 VALID 信号来指示通道中的数据和控制信息什么时候有效。 8. 目的地源用 READY 信号来表示何时能够接收数据。 AXI 协议的工作流程： 1. 主机发送地址和控制信息到写地址通道中。 2. 主机发送每一个写数据到写数据通道中。 3. 当主机发送最后一个数据时，WLAST 信号就变为高。 4. 设备接收完所有数据之后他将一个写响应发送回主机来表明写事务完成。 AXI 协议的信号描述： 1. 全局信号：包括时钟信号、复位信号等。 2. 写地址通道信号：包括写地址 ID、写地址、写长度、写大小、写类型、锁类型、Cache 类型等。 3. 写数据通道信号：包括写数据、写数据 VALID、写数据 READY 等。 4. 写响应通道信号：包括写响应、写响应 VALID、写响应 READY 等。 5. 读地址通道信号：包括读地址 ID、读地址、读长度等。 6. 读数据通道信号：包括读数据、读数据 VALID、读数据 READY 等。 AXI 协议的应用： 1. 高性能计算系统：AXI 协议的高性能和低延迟特性使其非常适合高性能计算系统。 2. 复杂的片上系统设计：AXI 协议的灵活性和可扩展性使其非常适合复杂的片上系统设计。 3. 高带宽存储系统：AXI 协议的高带宽特性使其非常适合高带宽存储系统。 AXI 协议是一种高性能、低延迟、灵活的总线协议，非常适合高性能计算系统、复杂的片上系统设计和高带宽存储系统等领域。