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AXI 協定
Zynq可擴充平台的性能不僅在于PS與PL的功能強大，最大的優勢在于能把二者聯合起來使用以形成完整體系。其中，起到至關重要作用的就是通過AXI總線協定實作兩部分的緊密聯合。
在介紹AXI協定之前先介紹先進的微控制器總線結構（Advanced Microcontroller Bus Architecture，AMBA）。AMBA是一個開放标準，概述了如何在SoC中連接配接和管理不同的元件或塊[65]。AMBA規範由ARM開發，已經成為SoC中接口元件的實際标準。AMBA規範是為了解決SoC設計中的一些關鍵問題而開發的。其中之一是解決快速開發的需求，這意味着如果使用AMBA，可以確定從一開始就有一個連貫的設計，進而減少昂貴的重新設計的費用。在2.0改進版中，AMBA為了更好的促進片上通信描述了三種不同的總線，有進階高性能總線(Advanced High Performance Bus，AHB)、進階系統總線(Advanced System Bus ,ASB)和進階外圍總線(Advanced Peripheral Bus,APB)。
最終，由于AHB達到了性能極限，到2003年ARM已經釋出了新一代AMBA協定。在3.0改進版中引入了AXI協定，AXI代表進階可擴充接口（Advanced Extensible Interface，AXI），通過點對點連接配接方案實作的性能比AHB更好。與系統總線不同，AXI互連隻允許使用幾個定義良好的接口在主從之間進行事務處理，如圖4. 5所示。
圖4. 5 AXI協定的接口與互聯
Fig4. 5 AXI protocols for interfaces and interconnections
AXI協定目前的最新版本是AXI4.0，并且包含三種不同的子協定：
- AXI接口與協定
高性能接口協定，适合寄存器映射資料傳輸的需求，支援位址階段最高可以達256個資料位的傳輸。主要用于CPU通路寄存器等需要高速資料互動的場景使用。
- AXI-Lite接口協定
簡單化，低流量的位址映射接口協定，對于資料批量傳輸不支援，僅僅支援存儲器映射的單次資料通信。因較低的速率傳輸，用于通路速度低的外設。
- AXI-Stream接口協定
AXI4-Stream協定用于主要關注以資料為中心和資料流範式的應用程式，這些應用程式不存在或不需要位址的概念。每個AXI4-Stream充當握手資料流的單一單向通道。在資料流應用程式中，AXI-Stream IP可以更好地優化性能，但也趨向于更加專門化在給定的應用程式空間中[66]。
Fig4. 6 AXI protocols read data architecture
圖4. 6 AXI協定讀資料架構
圖4. 6顯示了AXI協定讀資料架構，讀操作順序為主與從進行讀位址通道握手并傳輸位址内容，然後在讀資料通道握手并傳輸所讀内容以及讀取操作的回應，時鐘上升沿有效。
圖4. 7顯示了AXI協定寫資料架構，通過寫位址通道傳輸位址和控制資訊，其中位址和控制資訊在寫入資料之前從主機傳遞給從機。與讀資料架構不同的是，在每次批量資料寫入完成後，從機會發出一個響應信号，向主機表明寫操作完成。
AXI4協定為讀寫提供獨立的資料和位址連接配接，允許同時進行雙向資料傳輸。在突發傳輸模式下給一個首位址可以一次性傳輸高達256個資料。
圖4. 7 AXI協定寫資料架構
Fig4. 7 AXI protocols write data architecture
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PL和PS接口互聯
在ZYNQ平台上，PL與PS的互動主要通過AXI通道進行點對點通信位址、資料和響應事務。AXI接口主要包含三種資料通路：AXI_HP（High Performance）、AXI_GP（General Purpose）、AXI_ACP（Accelerator Coherency Port）。毎種資料傳輸接口所能通路的裝置和傳輸速率都有很大的差異。
- AXI_HP接口
AXI_HP接口為PL總線主機提供DDR和片上記憶體的高帶寬資料傳輸路徑。每個高速接口都包含兩個FIFO緩沖區，用于讀寫通信流。PL到記憶體互連将高速AXI_HP端口和到兩個DDR記憶體端口或OCM進行連接配接。AXI_HP接口也被引用為AFI (AXI FIFO接口)，以強調它們的緩沖能力。
- AXI_GP接口
AXI通用傳輸接口，資料總線寬度為32-bit，主端口的事務傳輸能力為8個讀端口和8個寫端口。AXI_GP接口僅用于通用目的，并不用于實作高性能。
- AXI_ACP接口
AXI加速器一緻性端口提供低延遲通路可程式設計邏輯主機，L1和L2緩存可以和的一緻性端口相連接配接。
表4.1總結了PS和PL各種接口的理論帶寬和數量等資訊。
表4.2 PS和 PL各種接口特性
Table 4.2 PS and PL various interface features
| 接口 | 類型 | 接口數量 | 接口寬度 /Bits | 接口時鐘 /（MHz） | 讀帶寬 （MB/s） | 寫帶寬 （MB/s） |
| AXI_GP AXI_GP AXI_HP AXI_ACP DDR OCM | 主接口 從接口 從接口 從接口 外部儲存 内部儲存 | 2 2 4 1 1 1 | 32 32 64 64 32 64 | 150 150 15 150 1066 222 | 600 600 1200 1200 4264 1779 | 600 600 1200 1200 4264 177 |