AMBA AXI协议详解：高性能系统互连关键

"AXI协议翻译，详细介绍了AXI协议的特性和通道结构，包括读写交易的处理方式，以及其在高性能系统设计中的应用。" AXI（Advanced eXtensible Interface）协议是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）总线家族中的高级接口协议，旨在满足高性能、高频系统设计的需求。它提供了丰富的特性，适用于高速微系统间的互联，同时保持了与先前版本AHB（Advanced High-performance Bus）和APB（Advanced Peripheral Bus）的兼容性。 AXI协议的关键特征包括： 1. 分离的地址/控制和数据通道：这种分离使得数据传输和地址/控制信息的传递可以并行进行，提高了系统的吞吐量。 2. 字节选通：支持不对齐数据传输，增加了数据处理的灵活性。 3. 基于burst的交易：主机仅需提供首地址，简化了数据传输过程，减少了总线占用时间。 4. 分离的读写数据通道：允许读写操作同时进行，降低了功耗，特别适合DMA（Direct Memory Access）操作。 5. outstanding交易：主设备可以发起多个未完成的交易，提高了系统效率。 6. 乱序交易：允许数据以不同的顺序到达，增强了系统对数据流的处理能力。 7. 易于时序调整：通过添加寄存器，可以方便地解决不同速度组件之间的时序问题。 AXI协议的通道结构主要包括： - 读地址和写地址通道：传输交易的地址和控制信息，支持可变长度的burst，以及多种数据宽度和地址模式。 - 读数据通道：从从设备向主设备传输数据，包含LAST信号标识最后一个数据。 - 写数据通道：主设备向从设备传输数据，同样有LAST信号。 - 写响应通道：从设备通知主设备写交易完成。 每个通道都由一组带有VALID和READY信号的双向信号组成，用于数据传输的同步和握手。VALID表示源设备准备发送数据，而READY表示目标设备可以接收数据。 图1-1和图1-2分别展示了读交易和写交易的通道结构，清楚地说明了数据如何在主从设备间流动。此外，AXI协议还提供了支持低功耗操作的可选扩展，以及对系统级缓存、缓冲控制、原子操作等高级功能的支持，以确保系统安全和高效运行。 AXI协议通过其先进的设计和灵活的特性，为高性能、低延迟的嵌入式系统设计提供了强大的基础，是现代SoC（System on Chip）设计中不可或缺的一部分。