ZYNQ 的三种 AXI 总线

在ZYNQ中有支持三种AXI总线，拥有三种AXI接口，当然用的都是AXI协议。其中三种AXI总线分别为：

AXI4：（For high-performance memory-mapped requirements.）主要面向高性能地址映射通信的需求，是面向地址映射的接口，允许最大256轮的数据突发传输；

AXI4-Lite：（For simple, low-throughput memory-mapped communication ）是 一个轻量级的地址映射单次传输接口，占用很少的逻辑单元。

AXI4-Stream：（For high-speed streaming data.）面向高速流数据传输；去掉了地址项，允许无限制的数据突发传输规模。

说AXI4总线和AXI4-Lite总线具有相同的组成部分： 

（1）读地址通道，包含ARVALID, ARADDR, ARREADY信号；

（2）读数据通道，包含RVALID, RDATA, RREADY, RRESP信号；

（3）写地址通道，包含AWVALID，AWADDR, AWREADY信号；

（4）写数据通道，包含WVALID, WDATA，WSTRB, WREADY信号；

（5）写应答通道，包含BVALID, BRESP, BREADY信号；

（6）系统通道，包含：ACLK，ARESETN信号。

AXI4总线和AXI4-Lite总线的信号也有他的命名特点：

读地址信号都是以AR开头（A：address；R：read）

写地址信号都是以AW开头（A：address；W：write）

读数据信号都是以R开头（R：read）

写数据信号都是以W开头（W：write）

应答型号都是以B开头（B：back（answer back）） 

而AXI4-Stream总线的组成有：

（1）ACLK信号：总线时钟，上升沿有效；

（2）ARESETN信号：总线复位，低电平有效

（3）TREADY信号：从机告诉主机做好传输准备；

（4）TDATA信号：数据，可选宽度32,64,128,256bit

（5）TSTRB信号：每一bit对应TDATA的一个有效字节，宽度为TDATA/8

（6）TLAST信号：主机告诉从机该次传输为突发传输的结尾；

（7）TVALID信号：主机告诉从机数据本次传输有效；

（8）TUSER信号 ：用户定义信号，宽度为128bit。

对于AXI4-Stream总线命名而言，除了总线时钟和总线复位，其他的信号线都是以T字母开头，后面跟上一个有意义的单词，看清这一点后，能帮助读者记忆每个信号线的 意义。如TVALID = T+单词Valid（有效）。

AXI 接口介绍

三种AXI接口分别是：

AXI-GP接口（4个）：是通用的AXI接口，包括两个32位主设备接口和两个32位从设备接口，用该接口可以访问PS中的片内外设。(AXI4)

AXI-HP接口（4个）：是高性能/带宽的标准的接口，PL模块作为主设备连接（从下图中箭头可以看出）。（AXI4-Lite）主要用于PL访问PS上的存储器（DDR和On-Chip RAM）

AXI-ACP接口（1个）(AXI4-Stream)：是ARM多核架构下定义的一种接口，中文翻译为加速器一致性端口，用来管理DMA（direct memory access）之类的不带缓存的AXI外设，PS端是Slave接口。 我们可以双击查看ZYNQ的IP核的内部配置，就能发现上述的三种接口。

（从图中可以看出，右边一个，下方有两个）

AXI 协议概述

讲到协议不可能说是撇开总线单讲协议，因为协议的制定也是要建立在总线构成之 上的。虽然说AXI4，AXI4-Lite，AXI4-Stream都是AXI4协议，但是各自细节上还是不同的。

总的来说，AXI总线协议的两端可以分为分为主（master）、从（slave）两端，他 们之间一般需要通过一个AXI Interconnect相连接，作用是提供将一个或多个AXI主设 备连接到一个或多个AXI从设备的一种交换机制。当我们添加了zynq以及带AXI的IP后再 进行自动连线时vivado会自动帮我们添加上这个IP。

AXI Interconnect的主要作用是，当存在多个主机以及从机器时，AXI Interconnect负责将它们联系并管理起来。

由于AXI支持乱序发送，乱序发送需要主机 的ID信号支撑，而不同的主机发送的ID可能相同，而AXI Interconnect解决了这一问题， 他会对不同主机的ID信号进行处理让ID变得唯一。

AXI协议将读地址通道，读数据通道，写地址通道，写数据通道，写响应通道分开， 各自通道都有自己的握手协议。

每个通道互不干扰却又彼此依赖。这也是AXI高效的原 因之一。

AXI 协议之握手协议

AXI4所采用的是一种READY，VALID握手通信机制，简单来说主从双方进行数据通信 前，有一个握手的过程。当接收到READY信号后，再进行数据交互。

传输源产生 VLAID 信号来指明何时数据或控制信息有效。

而目地源产生 READY 信号来指明已经准备好接受数据或控制信息。 传输发生在 VALID 和 READY 信号同时为高的时候。

如下图所示：

需要强调的是，AXI的五个通道，每个通道都有握手机制，接下来我们就来分析一 下AXI-Lite的源码来更深入的了解AXI机制。