AXI4协议规范PPT文档格式.ppt
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支持嵌入式、DSP及逻辑版本用户。
调节互连机制,满足系统要求:
性能、面积及功耗。
帮助设计者在目标市场中构建最具号召力的产品。
AMBA协议规范-AMBAAX14协议,4,提供了广泛的IP可用性第三方IP和EDA厂商普遍采用AXI4标准,从而使该接口获得更广泛的应用。
基于AXI4的目标设计平台可加速嵌入式处理、DSP以及连接功能设计开发。
AMBA协议规范-AMBAAX14协议,5,AXI4协议基于猝发式传输机制。
在地址通道上,每个交易有地址和控制信息,这些信息描述了需要传输的数据性质。
在主设备和从设备之间传输数据,分别使用到从设备的写数据通道和到主设备的读数据通道。
在主设备到从设备的写数据交易中,AXI有一个额外的写响应通道。
从设备通过写响应通道向主设备发出信号表示写交易完成。
AMBAAX14协议-AMBAAXI4功能,6,所有的AXI4包含了5个不同的通道读地址通道(Readaddresschannel,AR)。
写地址通道(Writeaddresschannel,AW)。
读数据通道(Readdatachannel,R)。
写数据通道(Writedatachannel,W)。
写响应通道(Writeresponsechannel,B)。
AMBAAX14协议-AMBAAXI4功能,7,AXI4使用读地址和读数据通道的读交易过程,AMBA协议规范-AMBAAX14协议,AMBA协议规范-AMBAAX14协议,AXI4使用写地址、写数据通道和写响应通道的写交易过程。
8,9,AMBAAX14协议-AXI4全局信号,10,AXI4低功耗接口信号,AMBAAX14协议-低功耗接口信号,11,读和写交易有各自的地址通道。
地址通道上给出交易所要求的地址和控制信息。
AXI4读和写地址通道包括下面的机制:
可变长度的猝发操作,每次猝发操作包含1-256数据。
提供服务质量(QoS)信号。
支持多个区域接口。
猝发传输不能超过4k边界。
回卷、递增和非递增猝发。
使用互斥和锁的原子操作。
系统级缓存和缓冲控制。
安全和特权访问。
AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,12,读和写地址通道,读和写交易有各自的地址通道。
地址通道加载交易所有要求的地址和控制信息。
AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,13,写地址通道信号及其信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,14,写地址通道信号及其信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,15,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,写地址通道信号及其信号定义,16,读地址通道信号及其信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,17,读数据通道,读数据通道传送所有来自从设备到主设备的读数据及读相应信息。
读数据通道包括:
数据总线宽度:
8、16、32、64、128、256、512和1024位宽度。
读响应表示读交易完成的状态。
AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,18,读数据通道信号及其信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,19,写数据通道,写数据通道传送所有从主设备到从设备的写数据。
写数据通道包括:
每8位有一个字节通道选通,用来表示数据总线上的哪个字节是有效的。
AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,20,写数据通道信号及其信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,21,写响应通道,写响应通道提供了一种方法,用于从设备响应写交易。
所有的写信号使用完成信号。
每个响应用于一次猝发的完成,而不是用于每个交易的数据。
读交易和写交易可以通过下面的交易例子进行说明:
读猝发交易。
重叠猝发交易。
写猝发交易。
AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,22,写响应通道信号及信号定义,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,23,读猝发交易过程中典型信号的交互过程,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,24,写猝发交易过程中典型信号的交互过程,AMBAAX14协议-AXI4通道及信号,25,为了避免死锁条件,必须考虑握手信号之间存在的依赖关系。
在任何交易中:
AXI互联中的VALID信号不依赖于交易中其它元件的READY信号。
READY信号能等待VALID信号的确认。
AXI4通道及信号-AXI4交易通道的握手信号关系,26,读交易中的握手之间的依赖关系,在确认ARREADY信号前,从设备能等待确认ARVALID信号。
在从设备通过确认RVALID信号开始返回数据前,必须等待确认所有的ARVALID和ARREADY信号。
AXI4通道及信号-AXI4交易通道的握手信号关系,27,AXI4写交易的握手信号关系,AXI4通道及信号-AXI4交易通道的握手信号关系,28,在确认AWVALID和WVALID信号前,主设备不需要等待从设备确认AWREADY或者WREADY信号。
在确认AWREADY前,从设备能等待AWVALID或WVALID信号,或者全部这两个信号。
在确认WREADY前,从设备能等待AWVALID或WVALID信号,或者全部这两个信号。
AXI4通道及信号-AXI4交易通道的握手信号关系,29,从设备在确认BVALID前,从设备必须等待确认所有的AWVALID和AWREADY信号。
在确认BVALID前,从设备不需要等待主设备确认BREADY信号。
在确认BREADY前,主设备能等待BVALID信号。
AXI4通道及信号-AXI4交易通道的握手信号关系,30,AXI协议中定义了三种猝发类型:
固定猝发(Fixedburst)。
递增猝发(Incrementingburst)。
回卷猝发(Wrappingburst)。
AXI4猝发类型,AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,31,猝发类型编码,AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,32,对于回卷式的猝发方式,有两个限制:
开始地址必须对齐传输大小。
猝发的长度必须是2,4,8或16。
猝发操作的限制大于16拍的猝发传输只支持递增类型。
回卷和固定类型只限于小于16拍的猝发传输。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,33,计算过程中,所需要使用的一些术语:
Start_Address:
主设备给出的开始地址。
Number_Bytes:
每次数据传输过程中最大的字节个数。
Data_Bus_Bytes:
数据总线上的字节通道的个数。
Aligned_Address:
开始地址的对齐版本。
Burst_Length:
在一个猝发中数据传输的总个数。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,34,Address_N:
在一个猝发中传输N个的地址。
Wrap_Boundary:
在一个回卷猝发方式的低地址。
Lower_Byte_Lane:
一个传输最低寻址字节的字节通道。
Upper_Byte_Lane:
一个传输中最高寻址字节的字节通道。
INT(x):
x取整操作。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,35,赋值操作,Start_Address=ADDR。
Number_Bytes=2SIZE。
Burst_Length=LEN+1。
Aligned_Address=(INT(Start_Address/Number_Byte)Number_Bytes。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,36,AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,37,AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,38,使用下面的等式确定第一个传输中使用哪个字节通道:
Lower_Byte_Lane=Start_Address-(INT(Start_Address/Data_Bus_Bytes)Data_Bus_BytesUpper_Byte_Lane=Aligned_Address+(Number_Bytes-1)-(INT(Start_Address/Data_Bus_Bytes)Data_Bus_Bytes。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,39,在一个猝发中,第一个传输的地址表示为:
Lower_Byte_Lane=Address_N(INT(Address_N/Data_Bus_Bytes)Data_Bus_Bytes。
Upper_Byte_Lane=Lower_Byte_Lane+Number_Bytes1。
传输数据的范围在:
DATA(8Upper_Byte_Lane)+7:
(8xLower_Byte_Lane)。
AMBAAX14协议-AXI4猝发类型及地址计算,40,AWCACHE3:
2和ARCACHE3:
2AWCACHE2和ARCACHE2为读分配位。
AWCACHE3和ARCACHE3为写分配位。
对于读交易,写分配位表示:
由于一个写交易,位置能预先在高速缓存中进行分配;
由于其它主设备的行为,位置能预先在高速缓存中进行分配;
AMBAAX14协议-AWCACHE和ARCACHE属性,41,对于写交易,读分配位表示:
由于一个读交易,位置能预先在高速缓存中进行分配;
AMBAAX14协议-AWCACHE和ARCACHE属性,AWCACHE1和ARCACHE1在AXI4中表示可修改位。
该位为1时,表示交易是可修改的,否则交易时不可修改的。
42,不可修改交易不能分割成多个交易或者与其它交易合并。
交易不可修改时,下面的参数是不可修改的:
传输地址(AWADDR,ARADDR,AWREGION,ARREGION)。
猝发大小(AWSIZE,ARSIZE)。
猝发长度(AWLEN,ARLEN)。
猝发类型(AWBURST.ARBURST)。
锁类型(AWLOCK,ARLOCK)。
保护类型(AWPROT,ARPROT)。
AWCACHE和ARCACHE属性-不可修改的交易,43,不可修改交易中,交易ID和QoS值是可修改的。
对于猝发长度大于16的不可修改的交易,允许分割成多个交易。
每个产生的交易都满足上面的要求,但减少猝发长度,所产生的猝发地址也相应的修改。
AWCACHE和ARCACHE属性-不可修改的交易,44,可修改的交易可以通过下面的方法进行操作:
交易能分割成多个交易。
多个交易能合并成一个交易。
读交易能取出比要求多的数据。
写交易能访问比要求更大的地址范围,使用写选通信号来保证只更新合理的位置。
AWCACHE和ARCACHE属性-可修改的交易,45,可以修改每个产生交易的:
传输地址(AWADDR、ARADDR)。
猝发大小(AWSIZE、ARSIZE)。
猝发长度(AWLEN、ARLEN)。
猝发类型(AWBURST、ARBURST)。
但是,不能修改锁类型(AWLOCK、ARLOCK)和保护类型(AWPROT、ARPROT)。
AWCACHE和ARCACHE属性-可修改的交易,46,AWCACHE0和ARCACHE0,AWCACHE0和ARCACHE0表示可缓冲。
ARCACHE0表示读数据由终端设备发出或者由所写的目的设备发出