【转载】"30年---我与赛灵思FPGA的故事”:ZYNQ-7000使用总结(6)——AXI接口简述
在前面的几个例子中,我们经常会看到AXI接口或是总线,那么AXI到底是什么呢?如果你想进行系统的了解,可以查阅Xilinx的文档UG761《AXI Reference Guide》。这里如文章题目,只是做一个简答的介绍,主要提炼出一些知识点。大部分是翻译的那篇文章,有的地方为了表述准确,直接引用原文。
AXI全称Advanced eXtensible Interface,是Xilinx从6系列的FPGA开始引入的一个接口协议,主要描述了主设备和从设备之间的数据传输方式。在ZYNQ中继续使用,版本是AXI4,所以我们经常会看到AXI4.0,ZYNQ内部设备都有AXI接口。其实AXI就是ARM公司提出的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)的一个部分,是一种高性能、高带宽、低延迟的片内总线,也用来替代以前的AHB和APB总线。第一个版本的AXI(AXI3)包含在2003年发布的AMBA3.0中,AXI的第二个版本AXI(AXI4)包含在2010年发布的AMBA 4.0之中。
AXI协议具有如下特点:
. 总线的地址/控制和数据通道是分离的;
. 支持不对齐的数据传输;
. 在突发数据传输中只需要首地址;
. 同时具有分离读/写数据通道;
. 支持显著传输访问和乱序访问;
. 更加容易进行时序收敛
AXI4包含三种接口:
. AXI4——For high-performance memory-mapped requirements.
. AXI4-Lite——For simple, low-throughput memory-mapped communication (for example, to and from control and status registers).
. AXI4-Stream——For high-speed streaming data.
从上面的描述可以看出,AXI4协议相当于原来的AHB协议,提供高速的系统内部互连通道,可以支持burst模式,主要用于处理器访问存储等需要高速数据的场合;AXI4-Lite为外设童工单个数据传输,相当于原来的APB协议,用于访问一些低速外设;AXI4-Stream接口就像FIFO一样,数据传输的时候不需要地址,而是主从设备直接连续读写数据,主要用于如视频、高速AD、PCIe、DMA接口等需要高速数据传输的场合,跟Xilinx原来的Local Link协议类似。
AXI Interconnect
AXI协议严格的讲是一个点对点的主从接口协议,当多个外设需要互相交互数据时,我们需要加入一个AXI
Interconnect模块,也就是AXI互联矩阵,作用是提供将一个或多个AXI主设备连接到一个或多个AXI从设备的一种交换机制(有点类似于交换机里面的交换矩阵)。Xilinx为我们提供了实现这种互联矩阵的IP核axi_interconnect_1,在前面的例子中,我们在XPS中可以看到。这个IP核最多可以支持16个主设备、16个从设备,如果需要更多的接口,可以多加入几个IP核。关于AXI
Interconnect更多的知识,可参考Xilinx官方文档DS768。
AXI4和AXI4-Lite接口包含5个不同的通道:
. Read Address Channel
. Write Address Channel
. Read Data Channel
. Write Data Channel
. Write Response Channel
其中每个通道都是一个独立的AXI握手协议。下面两个图分别显示了读和写的模型:
![](http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/blog/201406/7320-12898-1.png)
![](http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/blog/201406/7320-12899-2.png)
ZYNQ中的AXI接口共有9个,主要用于PS与PL的互联,包含以下三个类型:
. AXI_ACP接口,是ARM多核架构下定义的一种接口,中文翻译为加速器一致性端口,用来管理DMA之类的不带缓存的AXI外设,PS端是Slave接口。
. AXI_HP接口,是高性能/带宽的AXI3.0标准的接口,总共有四个,PL模块作为主设备连接。主要用于PL访问PS上的存储器(DDR和On-Chip RAM)
. AXI_GP接口,是通用的AXI接口,总共有四个,包括两个32位主设备接口和两个32位从设备接口。
![](http://xilinx.eetrend.com/files-eetrend-xilinx/blog/201406/7320-12900-3.png)
其实,在具体设计中我们往往不需要在连接这个地方做太多工作,就像上一个例子中,我们加入IP核以后,系统会自动使用AXI接口将我们的IP核与处理器连接起来,我们只需要再做一点补充就可以了。不过,这部分概念还是了解比较好。
转载自:http://xilinx.eetrend.com/blog/7320