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一篇文章读懂读透FPGA AXI4 总线协议

时间:08-19 来源:电子发烧友网工程师 点击:

输的ID tag

WDATA

主机

写数据

WSTRB

主机

写数据有效的字节线,用来表明哪8bits数据是有效的

WLAST

主机

表明此次传输是最后一个突发传输

WUSER

主机

用户自定义信号

WVALID

主机

写有效,表明此次写有效

WREADY

从机

表明从机可以接收写数据

表 2-4 写响应通道信号

信号名    

源    

描述      

BID

从机

写响应ID tag

BRESP

从机

写响应,表明写传输的状态

BUSER

从机

用户自定义

BVALID

从机

写响应有效

BREADY

主机

表明主机能够接收写响应

表 2-5 读地址通道信号

信号名    

源    

描述      

ARID

主机

读地址ID,用来标志一组写信号

ARADDR

主机

读地址,给出一次写突发传输的读地址

ARLEN

主机

突发长度,给出突发传输的次数

ARSIZE

主机

突发大小,给出每次突发传输的字节数

ARBURST

主机

突发类型

ARLOCK

主机

总线锁信号,可提供操作的原子性

ARCACHE

主机

内存类型,表明一次传输是怎样通过系统的

ARPROT

主机

保护类型,表明一次传输的特权级及安全等级

ARQOS

主机

质量服务QoS

ARREGION

主机

区域标志,能实现单一物理接口对应的多个逻辑接口

ARUSER

主机

用户自定义信号

ARVALID

主机

有效信号,表明此通道的地址控制信号有效

ARREADY

从机

表明"从"可以接收地址和对应的控制信号

表 2-6 读数据通道信号

信号名    

源    

描述      

RID

从机

读ID tag

RDATA

从机

读数据

RRESP

从机

读响应,表明读传输的状态

RLAST

从机

表明读突发的最后一次传输

RUSER

从机

用户自定义

RVALID

从机

表明此通道信号有效

RREADY

主机

表明主机能够接收读数据和响应信息

表 2-7 低功耗接口信号

信号名    

源    

描述    

CSYSREQ

时钟控制器

系统退出低功耗请求,此信号从"时钟控制器"到"外设"

CSYSACK

外设

退出低功耗状态确认

CACTIVE

外设

外设请求时钟有效

3.信号接口要求

3.1时钟复位

时钟

每个AXI组件使用一个时钟信号ACLK,所有输入信号在ACLK上升沿采样,所有输出信号必须在ACLK上升沿后发生。

复位

AXI使用一个低电平有效的复位信号ARESETn,复位信号可以异步断言,但必须和时钟上升沿同步去断言。

复位期间对接口有如下要求:①主机接口必须驱动ARVALID,AWVALID,WVALID为低电平;②从机接口必须驱动RVALID,BVALID为低电平;③所有其他信号可以被驱动到任意值。

在复位后,主机可以在时钟上升沿驱动ARVALID,AWVALID,WVALID为高电平。

3.2基本读写传输

握手过程

5个传输通道均使用VALID/READY信号对传输过程的地址、数据、控制信号进行握手。使用双向握手机制,传输仅仅发生在VALID、READY同时有效的时候。下图是几种握手机制:

图 3-1 VALID before READY 握手

图 3-2 READY before VALID 握手

图 3-3 VALID with READY 握手

通道信号要求

通道握手信号:每个通道有自己的xVALID/xREADY握手信号对。

写地址通道:当主机驱动有效的地址和控制信号时,主机可以断言AWVALID,一旦断言,需要保持AWVALID的断言状态,直到时钟上升沿采样到从机的AWREADY。AWREADY默认值可高可低,推荐为高(如果为低,一次传输至少需要两个周期,一个用来断言AWVALID,一个用来断言AWREADY);当AWREADY为高时,从机必须能够接受提供给它的有效地址。

写数据通道:在写突发传输过程中,主机只能在它提供有效的写数据时断言WVALID,一旦断言,需要保持断言状态,知道时钟上升沿采样到从机的WREADY。WREADY默认值可以为高,这要求从机总能够在单个周期内接受写数据。主机在驱动最后一次写突发传输是需要断言WLAST信号。

写响应通道:从机只能它在驱动有效的写响应时断言BVALID,一旦断言需要保持,直到时钟上升沿采样到主机的BREADY信号。当主机总能在一个周期内接受写响应信号时,可以将BREADY的默认值设为高。

读地址通道:当主机驱动有效的地址和控制信号时,主机可以断言ARVALID,一旦断言,需要保持ARVALID的断言状态,直到时钟上升沿采样到从

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