AMBA总线协议-axi
1.outstanding,out-of-order,interleaving
outstanding：前一笔数据发送完之前就能发送别的地址的能力（针对ddr的bank interleaving）
out-of-order：回来的数据和发送的命令可以顺序不一样（针对读操作，效率提升同样是针对ddr）
interleaving：不同命令之间回来的数据可以相互交叉（针对读操作）
2.关于id的使用
一些基本的点：
outstanding可以通过id相同的方式来处理，out-of-order需要id不同；
一个transaction可以有多个transfer，transaction的不同transfer可以是相同的id，也可以是不同的id，但是transfer内部的数据一定是相同的id；一个master内部如果支持多线程，那么针对不同的线程其id应该不同；slave实际的id应该是可以配置的，也就是master的id+配置id，这个配置id主要反应了slave回应内容给master的时候返回路径+这个转换器上具体的哪一个master。
（1）多个master和多个slave之间的id使用（假设回来的数据和发过去的命令顺序是一致的）
（2）outstanding：可以针对读和写操作，写操作的化需要master有一个FIFO来存在BRESP，outstanding depth是8的化，那就需要8个FIFO，每隔FIFO的深度要保证一个outsanding回来的resp能够全部被存下来。这样做的目的是因为尽量将这种数据处理放在master内部，而不用valid或ready来反压总线，反压总线会导致效率下降。
（3）out-of-order：乱序的时候需要使用buffer存储，而不能仅仅使用fifo，由于顺序不一致。
（4）重排序的时候需要有两个缓冲区，分别是事务缓存区和数据缓冲区。事务缓冲区按照到达顺序存放读事务（存放的事务信息一般包含id和地址），就绪的数据与缓冲区中首个事务进行比较（比较地址是否相同），若地址匹配则直接输出，否则进入数据缓存区。
具体参考：https://zhuanlan.zhihu.com/p/149071260
（5）对于多个master和多个slave之间的互联：需要注意扩展id问题，id=master给的id+转换器的id+转换器上的具体那一个master标记，因此slave的id一般比master的id位数宽；支持仲裁机制，内部存在缓冲区；支持重排序 （由interconnect保证重排序的顺序）
具体参考：深入 AXI4 总线（五B）多主机传输事务场景 - 知乎 (zhihu.com)
3.原子操作（解决的是一次读写必须连续的问题）：
一次的读写操作是被绑定的，其他的读写操作是不能插入这个读写过程的；
原子操作主要分为两种：lock access，exclusive access
lock access:（1）lock transaction传输前需要这个master没有其他的outstanding transaction还没有完成（2）总线会保证只有这个master才能访问这个slave，总线会在协议上提供一个ar block和aw block。总线通过这个信息告诉其他master有一个lock 的transaction正在进行，如果有其他master访问这个slave，总线会通过这两个信号将其反压住，直到lock被释放了才会继续进行访问（这个过程被这两个信号和arbiter等组件保证）（3）master必须保证在一次lock 传输过程中的ARID和AWID相同。
exclusive access
（1）transaction必须要有多个data transfer（2）transaction必须要有相同的地址通道信息（3）地址必须和此次传输的数据是对齐的（4）需要exclusive access monitor
关于monitor的工作原理：monitor有不同的种类，有的记录多种信息，有的可能只会记录id和address，根据实际需要来。读操作后，会将这个读操作的相关信息记录下，具有相同信息的写操作来的时候会将这部分记录的信息清除并且给exokay的回应。需要注意的是，清除是将monitor所有内容都清除，而不是仅仅针对某一个id的信息进行清除。
实际上exclusive access monitor属于global monitor，也就是会接在互联结构之后，除此以外在ARM体系中还存在一个lock monitor。
lock monitor主要针对cacheable属性的数据进行检测，这其中还分是否为shareable；
global monitor主要针对的non-cacheable和device类型的检测。
具体参考：
ARMv8之exclusive操作（三） exclusive monitor | 骏的世界 (lujun.org.cn)
4.一些设计过程中需要注意的点：
write issuing capablity:写的过程中，在没有收到response之间最多能往外发送多少transaction（也就是w通道的数据）
write interleave capabilty（axi3 only）:没收到response之前就发送write的id的能力，从这个角度来说，master如果具备这种能力，那么相应的slave应该配置相应的buffer用来存储这部分命令。原因在于如果不设置相应的buffer，比如先发送了id0的数据，如果此时interleave了，那么会在id0没有发送完之前就会发送id1的相关内容，如果salve不设置这样的buffer，那么就会一致在等id0的信息，系统可能就会死锁。
write acceptance capability:slave在没有给respnse之前能接收数据的能力
write interleave depth（axi3 only）：slave用来表征没有接收到response之前能接收多少个不同AWID的数据。
read issuing capablity：类似于write issuing capablity，针对master的读操作。
read acceptace capablity：类似于write acceptance capability，针对于slave的读操作，接收能力。
read data reorder depth：Slave可以用于存储乱序地址的地方，其数量表示能存储多少个，如果为1表示不能reorder
5.实际设计过程中重排序模型：
在axi3中针对写操作的乱序命令发送的模型如下：
假设aw的id和w的id仅仅有两位，也就是针对aw和w的id每个都有一个FIFO，用来存相应的地址和数据，当这两个FIFO都满的时候，对应id的valid信号拉高，对于arbiter来说，输入有四个valid、data（这个data包含aw通道的信息和w通道的信息），通过仲裁输出唯一的valid和data。
从顶层上来看就是就是输入的id信息是乱序的，但是最终输出的id信息是对齐的。这种方式十分消耗资源，并且应用场景不多，因此axi4将其取消掉了。
针对读操作的乱序模型：首先读命令的id(ar-id)输入给slave的时候需要记录下来（存在id_write_fifo中），slave通过自己的调度机制实现往外发出对应的乱序的id，axi_slave通过自己调度机制实现对id重新排序的这个顺序，需要依次的存在id_read_fifo中。这里假设我发出去的1号命令，那么先回来的数据一定是1号命令对应的数据。而数据回来的时候，将id_read_fifo中的id号退出来作为buffer（也就是sram）的地址，将数据写道对应地址空间去。同时这个数据位还有一个有效位标志，当数据写入的时候该有效位拉高。对于id_write_fifo来说，将先进的id推出来（这个id是r_id），去检查buffer中对应地址的有效位是否为高，如果为高，那么就将数据送出去，并且id_write_fifo推出下一id。
这样通过buffer的操作是较为简单的，除此以外还可以强行使用fifo来实现，也就是将id_read_fifo推出来的id和id_write_fifo中推出来的id进行比较，只有相同id的情况下才会将数据给出，不同的化则需要将这个数据再用一个FIFO存起来，这种比较麻烦。
具体参考：深入 AXI4 总线（五A）单机多传输事务场景 - 知乎 (zhihu.com)
outstanding操作模型：针对aw通道，也就是aw通道的命令发送出去可以不用等待B通道的相应回来就直接发送下一个aw通道的命令。这种模型需要在axi_slave中例化一个buffer，这个buffer的地址是id，每个地址的数据是一个flag信息，对于不同的地址直接存到buffer里就可以了，对于相同的id需要保证当前id位置上的flag为低才能继续传输。而这个flag只有在B通道对于的相应的id回来以后才会将这个flag拉低。比如id为'b10，对于buffer的地址为3，在3地址的数据上写1，如果B通道的相应没有回来的时候，那么这个地址3的数据始终为1，只有回来的时候才会对这一位写0.而当地址3的数据为1，同时又来了一个id为'b10的命令，那么会反压master直到之前的那部分响应回来后才会接收这个数据。
总的来说，针对id需要有如下使用的准则：
（1）对于具有相同的awid，slave需要保证完成每个id的顺序是和master发出的地址顺序相同；对于不同的master但是id相同或者说不同id的情况，没有顺序要求（因为写过程存在地址，而axi4的master保证了发的数据和地址的顺序是一致的，直接根据地址来分配即可）。
？？这里是不是指BID？？？
（2）对于ARID，由于返回读数据给master的时候需要辨别回给哪个master，因此存在两种情况，对于来自相同slave的相同arid，slave需要保证回地址的顺序一定是按照master发送地址的顺序，而对于不同slave但是具有相同id的情况，bus_matrix需要保证这一点(将id位进行扩展确保回来的数据知道是那个id)。
疑问：
1.乱序传输的时候回来数据实际上是通过返回的扩展id来区分是来自那个命令的吧，只是说由于回来顺序不一样master中我可能需要一个buffer把顺序不一样的数据处理一下，在进行操作是这个意思吗，我看网上强调如果有这种乱序的传输的时候master和slave都应该有相应的buffer来把这个数据存储一下，这个buffer该怎么理解呢？out of order处理的时候为什么一定要设置buffer用fifo不可以吗，你有ID不就能直接对应上吗，我用每个id做一个FIFO，对应的id的数据到这个id对应的FIFO去不就可以了吗，另外如果通过buffer来写的化，是不是就是相当于写一个存储器？
参考重排序模型。
2.exclusive monitor先读后写 为什么要先读后写 是模仿软件的操作吗 清除的时候是把所有内容都清掉吗？
3.interleave depth的概念，是不是只在读过程中起作用 ，在master和slave中的interleave depth是不是表示为没有接收response之前发送和接收AWID的能力？为什么是指存储ID的能力呢，interleave不是表示数据交错的情况的深度吗？
4.write acceptance capability:slave在没有给respnse之前能接收数据的能力,这里的接收数据的能力是指w通道的data吗？
是的
5.read data reorder depth：Slave可以用于存储乱序地址的地方，其数量表示能存储多少个，如果为1表示不能reorder？这个该怎么理解呢，是不是这个参数表示的是id相同的时候回来的数据顺序不同，需要slave或者bus matrix来实现对这个回来的数据重新排序？