Valid-Ready握手協(xié)議的介紹與時序說明

最早接觸到握手協(xié)議是在校期間學習PCIe的AXI總線時，至今日雖然PCIe的結構已經(jīng)忘得一干二凈，但握手協(xié)議經(jīng)過不斷的使用還算掌握的不錯。

對于點開這篇文章的人而言，握手協(xié)議是什么其實不需要贅述：

"Valid-Ready" 握手協(xié)議是一種常用于數(shù)字電路中的接口協(xié)議，用于控制數(shù)據(jù)的傳輸和處理。這種協(xié)議通常在兩個設備（如芯片、模塊或模塊間的通信）之間使用，以確保數(shù)據(jù)的有效傳輸和正確處理。

下面是 "Valid-Ready" 握手協(xié)議的特點和優(yōu)勢：

特點：

*有效數(shù)據(jù)傳輸： "Valid-Ready" 握手協(xié)議通過有效信號（Valid）來指示數(shù)據(jù)是否有效，Ready信號來指示接收方是否已準備好接收數(shù)據(jù)。只有在Valid和Ready信號都為高電平時，數(shù)據(jù)傳輸才會發(fā)生，從而確保數(shù)據(jù)在正確的時機傳輸。

*流控制： Ready信號可以起到流量控制的作用。如果接收方?jīng)]有準備好接收數(shù)據(jù)，它可以將Ready信號置低，從而停止發(fā)送方的數(shù)據(jù)傳輸，以防止數(shù)據(jù)擁塞。

*同步性： "Valid-Ready" 握手協(xié)議提供了同步機制，確保發(fā)送和接收之間的時序一致性。數(shù)據(jù)傳輸只會在雙方都準備好的情況下進行，避免了數(shù)據(jù)的不同步問題。

*靈活性： 握手信號的有效和準備狀態(tài)可以根據(jù)具體的應用需求來控制。這使得協(xié)議可以適應不同的數(shù)據(jù)傳輸速率和處理速度。

*錯誤檢測： 在有效信號中，還可以包含錯誤檢測位，以便接收方可以驗證傳輸?shù)臄?shù)據(jù)的正確性。

優(yōu)勢：

*簡單可靠： "Valid-Ready" 握手協(xié)議相對簡單，易于實現(xiàn)和調試。它的工作原理直觀清晰，使得設計者和開發(fā)者能夠更容易地理解和管理數(shù)據(jù)傳輸流程。

*節(jié)約資源： 與其他復雜的通信協(xié)議相比，"Valid-Ready" 握手協(xié)議在硬件資源和時鐘周期方面的需求較低。這使得它在資源受限的系統(tǒng)中具有優(yōu)勢。

*適應性強： 由于其簡單性，"Valid-Ready" 握手協(xié)議可以適應不同類型的通信和數(shù)據(jù)處理需求。它可以用于內部芯片通信，模塊之間的通信，以及許多其他數(shù)字電路場景。

*實時性好： 由于有效和準備信號的即時性，"Valid-Ready" 握手協(xié)議通常能夠滿足實時數(shù)據(jù)傳輸?shù)男枨?，特別適用于需要低延遲的應用。

好的，冠冕堂皇的部分結束了。那么一句話來概括握手協(xié)議就是：通過valid控制信號發(fā)送，通過ready控制信號接收，通過若干info承載信息的一種接口總線，其典型時序圖如下：

握手接口時序

對于發(fā)射模塊而言，valid/data為輸出，ready為輸入。對于接收模塊而言，valid/data為輸入，ready為輸出：

接口方向

對于握手協(xié)議的時序，有如下幾條較為通用的要求：

1.發(fā)送方在準備好發(fā)送數(shù)據(jù)之后，需要將valid信號置高，表示數(shù)據(jù)有效，在接收方的ready置高前（包括當拍）valid不可拉低；

2.接收方在準備好接收數(shù)據(jù)時，需要將ready信號置高，表示已準備好接收數(shù)據(jù)；

3.在數(shù)據(jù)傳輸期間，valid 和ready信號需要保持同步，數(shù)據(jù)傳輸只能在valid和ready信號同時為高電平時進行；

4.解復位后（工作期間）valid不可為不定態(tài)，即仿真中valid不允許出現(xiàn)X態(tài)和Z態(tài)，必須為高/低電平；

5.解復位后（工作期間）ready不可為不定態(tài)，即仿真中valid不允許出現(xiàn)X態(tài)和Z態(tài)，必須為高/低電平，注意ready的定態(tài)要求不如valid嚴格（或者說在valid不為1時，ready的不定態(tài)一般是允許的，有時也會要求ready全程不可為不定態(tài)）；

6.info在valid為1時不可為不定態(tài)，在valid為0時無約束；

7.在valid置起為1后，到valid和ready進行握手前（包括當拍），info值不能跳變；
7.
8.valid的產(chǎn)生邏輯中不可包含或隱式包含ready信號；

9.ready的產(chǎn)生邏輯中可以包含valid信號；

當然了，以上是相對通用的要求，是否需要遵守可以根據(jù)實際情況來判斷。比如果接收模塊需要5拍來處理一個info，那么數(shù)據(jù)傳輸就不必非要在valid和ready同時為高時進行，可以在valid拉高后就開始處理，處理完成時再拉高ready接收并丟棄info。

個人的建議是，1、2、4、7、8/9選一為必須遵守的規(guī)則，其余為盡量遵守但是可以調整的規(guī)則。