AMBA協(xié)議規(guī)范解析

在FPGA開發(fā)過程中，我們常常會用到一些IP廠商提供的集成化模塊IP，通常情況下，這些IP經(jīng)過了驗證，可通過一系列配置后直接使用。為方便廣大FPGA開發(fā)者、工程師、高校師生和相關企業(yè)做定制化開發(fā)，同時提高部分功能模塊工作性能，集成的IP通常采用業(yè)界比較規(guī)范的總線協(xié)議，完成功能處理和數(shù)據(jù)傳輸。目前，常用的IP基本上均提供AXI4、 AXI4-Lite和 AXI4-Stream接口。

AXI（Advanced eXtensible Interface）是一種總線協(xié)議，該協(xié)議是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0協(xié)議中最重要的一部分，是一種面向高性能、高帶寬、低延遲的片內(nèi)總線。2010發(fā)布的AMBA4.0包含了AXI的第二個版本AXI4。

AXI4包含3種類型的接口：

(1）AXI4：主要面向高性能地址映射通信的需求；

(2）AXI4-Lite：是一個輕量級的，適用于吞吐量較小的地址映射通信總線；

(3）AXI4-Stream：面向高速流數(shù)據(jù)傳輸。

其中，AXI4和AXI4-Lite在Block Design中常用，AXI4-Stream常用作IP接口。

AXI4協(xié)議的優(yōu)勢：

（1）高效：通過標準化的AXI接口，開發(fā)者只需要學習一種IP核的通訊協(xié)議即可；

（ 2）易用：針對具體應用提供合適的接口協(xié)議。

AXI4：面向地址映射的接口，在單地址傳輸?shù)那闆r下最大允許256個時鐘周期的數(shù)據(jù)突發(fā)長度；

AXI4-Lite：一個輕量級的地址映射單次傳輸接口，占用較少的資源；

AXI4-Stream：去掉了地址傳輸?shù)墓δ埽试S無限制的數(shù)據(jù)突發(fā)傳輸，無需考慮地址映射。

（3）易得：標準化的AXI接口協(xié)議資源，不僅可以在xilinx官網(wǎng)上獲得，也可以在全球范圍內(nèi)ARM的所有合作伙伴處獲得。

大量的IP Core支持AXI4協(xié)議；

大量的第三方AXI工具可提供多樣的系統(tǒng)開發(fā)、驗證和功能定制。

下面對AMBA協(xié)議規(guī)范中的AXI4、 AXI4-Lite和 AXI4-Stream進行解析。