【AXI】解读AXI协议的额外信号(QOS信号,REGION信号,与USER信号)

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一、写在前面

AXI协议相较于UART，SPI，I2C来说，无论是内容还是难度都上了一个层级，放在一篇文章中进行解读未免篇幅过长，因此，有关AXI一些共性的、通用的问题，作者单独以前缀为【AXI】的标题进行小范围的串联，最终再汇总为深入浅出解读AXI协议，与从零开始的Verilog AXI协议设计，此为作者所思所考的推进顺序，单看【AXI】的每一篇，可能很多读者未免感到有些管中窥豹的疑惑，但若等作者更完此专栏再行观看，从头到尾进行阅读，应该就会有有茅塞顿开的收获与领悟。

二、解读AXI协议中的额外信号

2.1 QoS信号(QoS Signaling)

2.1.1QoS信号的意义

QOS信号实际上没有明确的定义，但协议中推荐大家使用QOS信号来展示transaction的优先级，我们在讨论AXI协议的过程中，常常用”Transaction ID相同，顺序执行，Transaction ID不同，乱序执行“来体现AXI协议的执行顺序，增加的QoS信号可以在这句话的基础上进一步指导Transaction的执行顺序，通常情况下，高优先级,QOS信号数值也会大一些。

• 默认的QoS信号值为0b0000,表示接口未参加QoS优先级排序
• 因协议对QoS的规定为推荐值，我们也可以用其他的方式解释QoS这组信号

2.1.2 QoS信号列表

QoS信号列表	位宽
AWQOS	4-bit
ARQOS	4-bit

很显然，AWQOS是针对于写操作优先级而言的，ARQOS是针对于读操作优先级而言的。

2.2 多区域信号(Multiple region signaling)

2.2.1 REGION信号含义

AXREGION这组信号是配合着AXI协议的地址译码来进行理解的，相当于可以在4Kbyte的标准地址边界外，额外进行更多的地址选择，这个信号存在于读地址通路或写地址通路上，为什么我们需要更多的地址选择呢？这是因为我们希望可以让多片区域共享接口

• 比如：从设备在不同的位置拥有”主数据路径“和”控制寄存器“我们可以通过REGION信号的不同做切换而不需要decode的帮助
• 又比如：从设备在不同的区域展示不同的行为， 比如一个从设备可以在某个区域展现读写特性，而在另一个区域仅展现独特性，通过AxREGION进行划分。

2.2.2 REGION信号列表

AXREGION信号列表	位宽
AWREGION	4-bit
ARREGION	4-bit

因为AXREGION共有4bit，因此可以划分出至多16个区域来。

2.3 用户定义信号(User-defined signaling)

2.3.1 User信号含义

User信号在AXI4协议中也没有明确定义，协议中甚至推荐不使用这组信号，因为不同组件User信号之间的连接可能会造成互用性问题。

2.3.2 User信号列表

XUSER信号
AWUSER
ARUSER
WUSER
RUSER
BUSER

因为AXI协议对USER信号也没有明确的定义，当然不包括XUSER信号的位宽。

三、其他数字IC基础协议解读

3.1 UART协议

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3.2 SPI协议

• 【数字IC】深入浅出理解SPI协议
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3.3 I2C协议

• 【数字IC】深入浅出理解I2C协议

3.4 AXI协议

• 【AXI】解读AXI协议双向握手机制的原理
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