一种简单的axi2ahb桥的实现

准备走秋招了，感觉除了数字ic设计和验证的理论知识外，项目好像还真没有能拿的出手的Orz，于是弄了个这个，希望设计与验证的两边都能练到。

项目代码在github

先看功能：能将AXI Master的transaction转换为AHB协议发送到AHB slave端口。能正确返回AHB slave的response。AXI部分只支持INCR/WRAP读写操作，（Fixed操作由于没考虑到就没写，其实也不难，但是写完过后我懒得加了）；支持outstanding；不支持out of order，retry，split等高级feature。AHB部分则为single传输，支持b2b的single传输。

模块结构如下图：

axi2ahb_bridge_top.v：顶层文件，连接各个模块。

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axi_controller.v：axi控制器的顶层，连接下面两个模块。

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axi2fifo.v：将axi主机发送的数据拆分成一个一个的小块，地址、数据、读写状态、id、size，last一一对应。这个地方主要有两个难点：arlen和awlen如何与ahb协议对应、卷绕突发地址该怎么算。

如果arlen、awlen不为0的话，axi会只发送一个首地址，然后发送一连串的数据。这时我们用两个寄存器a与b，寄存器a在主机第一笔数据来的时候保存当前的len，寄存器b从0开始，遇见一次wvalid自加1，直到加到数据等于len为止。地址的计算就为：首地址+b*(1<

至于卷绕突发，我们需要算出地址上界与下界。

地址下界=start_addr/((1<

如果我们的首地址为56，数据位宽32位（即4byte，size=2），发送4个数据（len=3），那么地址下界就是56/（4*4）*（4*4）=48。

地址上界=地址下界+(1<

算好地址上下界，当地址自加到上界的时候，下一个地址就跳转到下界，然后继续自加。

所有地址切片好后，与对应的数据以及控制信号一起发送到fifo。

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fifo2axi.v:接受从ahb返回到fifo的数据，比如rdata，resp，id，读写状态，是否为last，并拼装成axi的格式，这部分主要的难度在于读与写的区分，b channel和r channel数据不要混淆就行，难度不高，看看代码就懂了，就不用细讲了。

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fifo_wrapper.v：所有异步fifo的顶层，异步fifo的实现可参考我的这一篇博客：一种简单的异步fifo。每个fifo保存不同的数据与信号，同时要跨时钟域。需要细讲的是id_send_fifo.v和id_resp_fifo.v。第一个fifo除了保存id以外还在最后扩展了一位，用于保存last信号，第二个fifo扩展了两位，倒数第二位保存last，倒数第一位保存读或写。

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ahb_controller.v：用于接收fifo的数据，转换成ahb的格式发送到从机，以及接收从机返回的数据，还要返回id，last这些ahb没有的信号给axi。这里难点主要在于单个single和连续single的发送。与axi不同的是，ahb是先发地址，从机回应后再发送数据，所以fifo要先读地址与控制信号，再读数据。同时还要考虑到从机没有ready的情况，用状态机实现，状态机需要考虑的很仔细，比如单个single，连续single，连续single中途从机ready拉低等情况，略微复杂，没考虑清楚有bug的话要调很久。

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在验证的时候，要注意WRAP的地址必须满足对齐要求。随机了单笔以及多笔INCR/WRAP数据的读写，全部通过了，好耶！

 唯一的error是VIP不知道哪里没设置对报了一个orz还没解决，不过数据全部对上了。

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