AXI4_lite協定詳解

AXI4-lite協定介紹

AXI4-lite

是

AXI4-full

的簡化版。用于簡單、低吞吐量的記憶體映射通信。主要用于核心和外設寄存器之間的通信。功能類似STM32中外設與CPU之間的通信時使用的協定，比如當通路序列槽的資料寄存器時，隻通路四個位元組的資料，是以使用

AXI4-lite

就特别合适。再比如，在

PL

寫一個用于

PS

端操作的外設時，其外設寄存器一般通過

AXI4-lite

總線和

PS

互動。

AXI4-lite

總線協定的特性如下：

1. 資料總線隻能是32位或者64位。
2. 每次傳輸隻能傳輸一個資料。
3. 所有通路都是不可修改(Non-modifiable)，不可緩沖(Non-bufferable)。
4. Exclusive 通路不支援。

信号線較長的描述

AXI4-lite

總線協定總共包括21條信号線。每個通道都有其自己的雙向握手機制信号線

xxVALID

和

xxREADY

，關于雙向握手機制，見AXI總線介紹。下面是信号線的較長的描述。

1. 全局信号
   1. ACLK 全局時鐘信号，在上升沿時對信号采樣。所有的輸入信号都通過上升沿采集，所有的輸出信号都在上升沿時變化。
   2. ARESETn 全局複位信号，低電平有效。在複位期間，所有的

      xxVALID

      信号必須複位為低電平。其他的信号可以是任意值。
2. 寫位址通道信号
   1. 主機(master)控制的信号
      1. AWVALID
      2. AWADDR 位址信号線，傳輸位址資訊。
      3. AWPROT 通路權限信号線，xilinx建議指派為

         3'b000

         .xilinx IP 一般忽略此信号。
   2. 從機(slave)控制的信号
      1. AWREADY
3. 寫資料通道信号
   1. 主機(master)控制的信号
      1. WVALID
      2. WDATA 資料信号線，傳輸資料資訊。
      3. WSTRB 資料總線有效位元組控制。比如32位的總線，WSTRB等于

         4'b0010

         ,那麼代表

         WDATA[15:8]

         中的資料有效。其他無效。如果要求

         WDATA[31:0]

         32位全有效，那麼WSTRB就應該等于

         4'b1111

         .
   2. 從機(slave)控制的信号
      1. WREADY
4. 寫應答通道信号
   1. 主機(master)控制的信号
      1. BREADY
   2. 從機(slave)控制的信号
      1. BVALID
      2. BRESP 應答類型。

         AXI4-lite

         不支援

         EXOKAY

         類型的響應。
         1. OKEY 0 正常通路成功
         2. SLVERR 2 從機錯誤
         3. DECERR 3 解碼錯誤，比如沒有從機的位址。
5. 讀位址通道信号
   1. 主機(master)控制的信号
      1. ARVALID
      2. ARADDR 位址信号線，傳輸位址資訊。
      3. ARPROT 通路權限信号線，xilinx建議指派為

         3'b000

         .xilinx IP 一般忽略此信号。
   2. 從機(slave)控制的信号
      1. ARREADY
6. 讀資料通道信号
   1. 從機(slave)控制的信号
      1. RREADY
   2. 從機(master)控制的信号
      1. RVALID
      2. RDATA 資料信号線，傳輸資料資訊。
      3. RRESP 同寫應答信号

         BRESP

         。

讀寫時序和握手時序

關于

AXI4.0-lite

的讀寫時序和握手時序請參看AXI總線介紹。

AXI-lite主從互動仿真

1. vivado建立AXI外設。
2. 添加主從接口。
3. 編寫仿真tb檔案。仿真相關的檔案見附件axi-lite.zip。

下圖是AXI-lite主從互動的時序圖，主機先通過總線寫資料,然後通過讀總線将其寫入的資料讀了出來。圖中畫圓圈的地方是每個通道第一次握手的時序(後續的握手時序沒有标記)。

文檔參考

1. IHI0022G_amba_axi_protocol_spec.pdf
2. IHI0051A_amba4_axi4_stream_v1_0_protocol_spec.pdf
3. ug761_axi_reference_guide.pdf

關于技術交流

此處後的文字已經和題目内容無關，可以不看。

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