【ARM AMBA AXI 入门 2 - AXI协议中的BURST】

1.1 突发传输简介

在地址总线上进行一次地址传输后，进行多次数据传输( data transfer），第一次地址传输中的地址作为起始地址，根据突发传输类型的不同，后续数据的存储地址在起始地址的基础上递增（INCR 模式）；或者首先递增，到达上限地址后回到起始地址，继续递增（WRAP 模式）；又或者后续数据都将不断写入起始地址，刷新起始地址上的数据（FIXED 模式）。

1.1.1 AXI4 突发传输控制信号

突发传输的控制信息在地址通道上，随着第一次地址传输时写入，控制信息包括：

1.1.1.1 AxLEN 突发传输长度

Burst length: ARLEN[7:0]和AWLEN[7:0] 突发传输长度是指在一次突发传输中所进行的传输(data transfer)次数，在传输完初始地址后，进行的数据传输次数就是突发传输长度。在 AXI4 中:

• INCR 类型最大支持长度为 256;
• 其他类型(见1.1.1.3节)最大长度为 16。

突发长度最少为 1，不然也就没有传输发生了。协议中的 burst length 从零开始，实际的长度值为长度字段加 1;

• 一个 burst 内部是不可以被打断的, 所以 data valid一旦高起来就要把一个burst 传完再拉低;
• slave 的 ready 信号可以中断，但是最终还是要高起来传完一个burst;
• 对于 master 来说，一旦开始传数，一个 burst 之间的 valid 应该是不会低的。

1.1.1.2 AxSIZE 突发传输宽度

Burst size: 指的是一个 data transfer 里面有多少 bytes. ARSIZE[2:0]和AWSIZE[2:0] 就是用于设置这个属性的。

为什么只有 3bit 呢？
如上图所示：只有 8 种情况。一般来说, 总线位宽和 burst size一致的, 比如总线 64bit, 那么 burst size 是8 byte。

1.1.1.3 AxBURST 突发传输类型

Burst type: 有三种：
- FIXED： 类型适合对某个固定地址进行数据更新，比如向一个 almost full 的 fifo 更新数据;
- INCR： 类型最为常用，后续的数据的存储地址在初始地址的基础上，以突发传输宽度进行递增，适合对于 RAM 等 mapped memory 存储介质进行读写操作;
- WRAP： 模式比较特殊，除了初始地址外，还有最高地址的界限。在最大地址以下，WRAP 与 INCR 类型完全相同，地址递增，但达到最高地址后，地址直接回到起始地址，再进行递增，就这样循环往复。数据手册上表示，WRAP 适合对 cache 的访问。

其他信号包括和内存原子操作有关的 AxLOCK，AxCACHE，AxPROT 以及用于用户自定义的 AxUSER 信号，

1.1.2 AXI 传输实例

接下来举一个突发写操作讲解 AXI4 突发传输机制，AXI数据总线宽度为 128 bits

上图为主机从0x0地址开始写数据，每次写 64bytes，可以看到地址信号 awaddr_m[39:0] 变化为 0x0->0x40->0x80->0xc0...，图中AXI写数据通道为128bit，见 wdata_m[127:0], 通过将图片放大来看，可以看到 1 burst 中进行了4 次 data transfer（位宽为128bits）, 所以正好 64bytes x 8bits = 128bits x 4。

从上图中同时可以看到 ：

• awsize_m[2:0] 的值为0x4（0b100），根据1.1.1.2 节内容可以看到是每一次 data transfer 为16bytes（128bits）,正好匹配上axi写数据通道位宽(128bits)；
• awlen_m[7:0]的值为0x3, 根据 1.1.1.1 节的计算公式可知 该burst 传输的次数为0x3 + 1 = 0x4, 正好匹配上图中1 个 burst 中包含的的 4 次 data transfer；
• awburst[1:0]的值为0x1, 根据1.1.1.3节的内容知道 burst 类型为 INCR;
• 在 awvalid_m 为高时地址有效；
• 在 wavlid_m 为高时数据有效。