AMBA AXI协议详解：高性能系统互连关键技术

"AXI协议翻译文档，涵盖了AXI协议的基本概念、关键特性和通道结构，旨在解释这种高性能、低延迟的AMBA总线协议在现代亚微型系统中的应用和优势。" AXI（Advanced eXtensible Interface）协议是ARM公司开发的一种高级扩展接口，主要应用于高性能、高带宽、低延迟的系统设计。它为系统间的组件通信提供了高效的数据传输机制，同时保持了与先前版本如AHB和APB的良好兼容性。 1.1 AXI协议简介 AXI协议设计目标是满足高速操作需求，无需复杂的桥接方案，并能够适应各种接口要求。它支持非对齐数据传输，通过字节选通功能来处理。此外，AXI利用突发（burst）交易模式，使得主机仅需提供初始地址，从而简化数据传输。AXI还支持待处理（outstanding）交易、乱序交易，并允许通过添加寄存器优化时序，以适应不同的时钟域。其低功耗特性使其成为嵌入式系统和数据中心的理想选择。 1.2 通道结构 AXI协议的核心是基于突发的通道结构，包括地址/控制通道和数据通道。地址通道传输交易的描述信息，数据通道则负责实际数据传输。读写交易分别通过读数据通道和写数据通道进行，而写响应通道则用于从设备通知主设备写操作的完成状态。每个通道都有一套VALID和READY握手信号，确保数据传输的正确同步。 读地址和写地址通道包含了一次交易所需的全部地址和控制信息，支持可变长度的突发（1-16拍），多种数据宽度（8-1024bits），以及地址递增、递减或固定的各种突发模式。它们还支持原子操作，如独占和锁定，以及系统级别的缓存和缓冲控制。 读数据通道专门用于从设备到主设备的数据传输，包括LAST信号来标识最后一次数据传输。而写数据通道则相反，由主设备到从设备传输数据，同样有LAST信号，并通过写响应通道确认写操作的完成。 图1-1和图1-2分别展示了读交易和写交易的通道结构，表明了如何通过这些独立的通道有效地进行数据交互。 AXI协议通过其灵活的通道结构和丰富的特性，为构建高性能、低延迟的系统提供了一种强大的通信基础，适用于各种复杂和高效的系统互连需求。