AXI口诀：AXI三种总线，三种接口，一个协议

背景知识

AXI是ABMA的重要组成部分，因此开始介绍AXI之前先介绍一下AMBA总线。

一、 AMBA：

（Advanced Microcontroller Bus Architecture）高级微控制器总线架构。

在PS中，AMBA包括：

1. AXI总线

2. APB总线(Advanced Peripheral Bus),用于连接低带宽、低功耗的外围设备。访问简单的控制寄存器和状态寄存器，只支持单次传输，不支持突发传输。

3. AHB总线(Advanced High-performance Bus),用于连接高带宽、高性能的设备,支持突发传输，减少总线的仲裁和传输开销。

在PL中，AMBA包括：

1. AXI

总结：三种AXI总线类型、三种AXI接口，都遵循一个AXI协议。

二、AXI

2.1 通信协议与握手机制

AXI 协议就是描述了主设备和从设备之间的数据传输方式，在该协议中，主设备和从设备之间通过握手信号建立连接。

Q：什么是通信协议？
A：通信协议就是指双方进行信息传递所遵循的规则和约定。

AXI协议最重要的就是握手机制。

Q：什么是握手机制?
A：在通信过程中，主从之间会进行协调，只有等接收方准备好之后，才能开始数据传输，这种机制我们称之为“握手”。

2.2 AXI协议特点

2.3 三种AXI总线类型（AXI4、AXI4-lite、AXI4-stream）

Q：什么是存储映射（Meamory Map）?
A：如果一个协议是存储映射的，那么主机所发出的会话（无论读或写）就会标明一个地址。这个地址对应于系统存储空间中的一个地址，表明是针对该存储空间的读写操作。

Q：使用的zynq7020芯片中，哪些io是低速的，哪些是高速的？
A：

由图中可以看出来zynq7020的IO接口包括： USB、GIGE、SD/SDIO、GPIO、UART、CAN、I2C、SPI

2.3.1 AXI通道（5通道）

2.3.2 AXI读操作

2.3.3 AXI写操作

2.4 三种AXI接口（AXI_HP、AXI_ACP、AXI_GP）共9个

2.4.1 AXI_HP接口（0~3） Master:PL

是高性能/带宽的标准的接口，PL 模块作为主设备连接。主要用于 PL 访问 PS 上的存储器（DDR 和 On-Chip RAM）

2.4.2 AXI_ACP接口(1) Master:PL

加速器一致性端口，是 ARM 多核架构下定义的一种接口，用来管理 DMA之类的不带缓存的 AXI 外设，PS 端是 Slave 接口。

2.4.3 AXI_GP接口(0~3) 两个PL主，两个PS主

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，使用该接口可以访问 PS 中的片内外设。

2.5 三种AXI总线类型和三种AXI接口之间的匹配关系

• AXI4：

  适用于 AXI_HP 接口（高性能数据传输）。
  适用于 AXI_GP 接口（通用数据传输）。
  适用于 AXI_ACP 接口（需要缓存一致性的应用）。

• AXI4-Lite：

  适用于 AXI_GP 接口（简单的控制寄存器访问）。

• AXI4-Stream：

  适用于 AXI_HP 接口（点对点高效数据流传输）。

2.6 AXI Interconnect 和 AXI SmartConnect 对比

共同点：

• 都是用于连接多个 AXI 主设备和从设备的模块

区别：

• AXI SmartConnect
  （适用于AXI4、AXI4_Stream总线类型），特点：更高性能、智能化，支持数据宽度和时钟域的转换，支持多达数十个主设备和从设备，适用于复杂的 SoC 设计、高性能应用、需要动态调整和优化的系统。

• AXI Interconnect
  (适用于AXI4_Lite总线类型)，特点：需要手动配置，支持有限的主设备和从设备数量，适用于一般性能要求的系统，适用于简单到中等复杂度的设计、性能要求不高的系统、需要用户自定义配置的场景。