AMBA_AXI总线详解.doc

AXI(Advanced eXtensible Interface)总线协议是ARM公司为AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)3.0架构设计的一种高性能、高带宽、低延迟的片上总线协议。AMBA是一个开放标准，旨在促进不同处理器、外设和其他IP模块之间的互连。AXI协议扩展了AMBA的标准，满足了现代高性能SoC(System on Chip)设计的需求。 AXI协议的一个关键特性是其单向通道体系结构，这意味着信息仅在一个方向上传输，从而简化了跨时钟域的桥接，降低了门数量，减少了信号延迟。此外，它支持并发数据交换，通过并行猝发操作大幅提升数据吞吐量，使任务能在较短时间内完成，同时降低了功耗。 AXI总线由5个独立的通道组成：read address channel（读地址通道）、write address channel（写地址通道）、read data channel（读数据通道）、write data channel（写数据通道）和write response channel（写响应通道）。每个通道都是单向的，每个事务的地址和控制信息在地址通道中描述，而数据则通过数据通道传输。传输的有效性由VALID和READY信号的握手机制保证，信息源通过VALID信号指示数据有效，目标端通过READY信号表示可以接收数据。 读事务和写事务结构不同，但都包括独立的地址通道。读数据通道传递设备到主机的读取数据和读响应信息，而写数据通道则传输主机到设备的写入数据，每8个数据位有一个byte lane标识有效性。写响应通道提供设备对写事务的响应。 AXI协议还支持突发传输，即连续数据的批量传输。在突发式读取过程中，设备在读取地址出现后发送数据，用RLAST信号表示最后的数据。对于重叠突发式读，设备可以处理连续的地址请求，而突发式写则涉及主机先发送地址和控制信息，然后逐个发送写数据，WLAST信号指示最后一个数据。 AXI协议还允许乱序传输，每个事务都有一个ID tag，确保相同ID的事务按顺序完成，不同ID可以乱序。信号描述包括全局信号如ACLK和ARESETn，以及针对各个通道的特定信号，如AWID、AWADDR、AWLEN等，这些信号定义了传输的属性，如突发长度、大小、类型、锁类型和缓存控制。 AXI协议是现代SoC设计中不可或缺的部分，通过其高效的数据传输机制和灵活的特性，促进了系统组件之间的高效通信，适应了复杂和高性能的芯片设计需求。