AMBA AXI4协议

在数字电路设计领域，Xilinx公司推出的FPGA器件因其出色的灵活性和强大的性能而在行业内广受欢迎。而AXI（Advanced eXtensible Interface）是Xilinx公司推出的一种高性能总线接口，用以连接和集成IP核。AXI接口主要面向高性能的存储器映射型IP核，其协议包括了对突发传输和乱序读写操作的支持，旨在实现高效的数据传输。 AXI-Interconnect IP核则是实现AXI协议的关键IP核心，它允许多个AXI主设备和多个AXI从设备在复杂的系统中进行高效的数据交换。通过AXI-Interconnect IP核，设计者可以方便地构建起一个包含多个处理单元的复杂系统，而无需从头开始编写底层的通信协议。 在本压缩包文件中，包含了AXI-Interconnect IP核的源码，这些源码是以Verilog硬件描述语言编写的。Verilog是电子系统设计中广泛使用的一种硬件描述语言，它可以用来模拟数字系统、描述系统的行为和结构，对于FPGA和ASIC设计尤为关键。由于硬件描述语言代码的复杂性，本文件中的部分FIFO（First-In-First-Out）和RAM（Random Access Memory）源码被加密，以保护知识产权和技术秘密。然而，AXI仲裁和跨时域操作的核心源码是开放的，具有可读性，这意味着设计者可以阅读并根据自己的具体需求对源码进行修改和优化。 由于Xilinx公司采用了AXI协议，使得其FPGA在处理高速、高并发的数据流时具有明显优势。AXI协议通过定义一系列的标准信号和传输规则，使得不同的IP核之间能够无缝对接，高效地进行数据交互。在系统设计中，AXI-Interconnect IP核的使用可以极大地简化多处理器之间的通信设计，让设计者可以更专注于应用逻辑的开发。 本源码文件中可能包含的模块包括但不限于AXI主端口、AXI从端口、地址解码器、数据缓冲区、读写通道等。通过这些模块，设计者可以构建起一个复杂的网络，在不同的AXI主从设备之间建立起有效的数据传输路径。在实际应用中，一个AXI-Interconnect IP核可以连接多个处理器、外设以及内存控制器等，使得整个系统能够高效地工作。 对于使用Xilinx FPGA开发的工程师而言，理解和掌握AXI-Interconnect IP核的源码是非常有价值的。它不仅有助于深入理解AXI协议的工作原理，还可以根据实际需求定制和优化IP核，达到提升系统性能和效率的目的。在一些对数据吞吐量和响应时间要求较高的应用场景中，如视频处理、网络通信、数据中心等，对AXI-Interconnect IP核进行源码级别的定制可能会成为系统成功的关键。 这份AXI-Interconnect IP核源码文件不仅为FPGA设计者提供了一种实现高效数据交互的手段，同时也为深入学习和研究AXI协议提供了宝贵的材料。通过掌握这些源码，工程师能够在设计自己的数字系统时，实现更优的数据处理能力和更高的系统集成度。

AXI4（Advanced eXtensible Interface 4）总线是一种广泛应用于FPGA（Field-Programmable Gate Array）设计的高性能、低延迟的接口标准，由ARM公司提出。它为处理器、存储器以及其他外设之间的数据传输提供了一种统一的通信机制。在本主题中，我们将深入探讨如何利用AXI4总线进行RAM（Random Access Memory）的读写操作，并结合仿真图来加深理解。 AXI4总线分为两种主要类型：AXI4-Lite和AXI4-Full。AXI4-Lite简化了协议，适用于简单的控制接口，而AXI4-Full则包含更完整的数据传输能力，支持突发传输和多通道。在这个场景中，我们关注的是AXI4-Lite，因为它通常用于对RAM进行读写访问。 AXI4-Lite总线包括地址（ADDR）、写使能（WSTRB）、写数据（WDATA）、读使能（RVALID）、读数据（RDATA）以及握手信号如写应答（WREADY）、读应答（RREADY）等。在进行RAM读写时，FPGA中的控制器会通过这些信号与RAM模块交互。 1. **写操作**： - 控制器首先通过ADDR线将要写入的数据地址发送到RAM。 - 接着，控制器通过WDATA线将数据传送到RAM，同时WSTRB线指示哪些字节有效（如果RAM是以字节为单位的）。 - RAM接收到地址和数据后，通过WREADY信号通知控制器它可以接收数据。一旦控制器收到此信号，它就会释放WSTRB和WDATA线，完成写操作。 2. **读操作**： - 控制器同样通过ADDR线发送读取地址。 - RAM读取对应地址的数据，然后通过RDATA线返回给控制器。此时，RVALID信号表明RAM已准备好发送数据。 - 控制器检测到RVALID信号后，通过RREADY信号告知RAM可以传输数据。一旦RAM接收到RREADY，它会释放RDATA线，完成读操作。 仿真图在这种情况下非常有用，因为它可以直观地展示AXI4总线上的信号变化，帮助设计者验证其逻辑是否正确。例如，可以看到地址如何随着时间变化，何时有数据传输，以及握手信号是如何协调读写操作的。 在FPGA实现中，通常会用到IP核（ Intellectual Property Core），例如Xilinx的Block RAM或Memory Interface Generator（MIG），它们已经内置了AXI4-Lite接口，可以直接与AXI4总线连接。这样，设计者只需关注控制器的设计，而不必关心底层的RAM操作细节。 AXI4总线的使用极大地简化了FPGA设计中与RAM的交互，通过标准化的接口和明确的握手协议，确保了高效、可靠的读写操作。结合仿真图，我们可以更好地理解和调试设计，从而优化系统的性能。

当今的SoC芯片，普遍包含大量的工业标准接口同外围设备相连。 在验证设计过程中，这些接口被用于和测试testbench相连接。这些沟通桥梁，被称为 Verification IP (VIP) 的模块实现。Verification IP (VIP) 是一种特殊的IP Core。它将一个接口的BFM 和 Test Harness features 结合在一起。VIP在芯片验证中的应用场景众多，不管是在IP Level还是在SoC Level随处可见它的身影。拥有VIP,无惧芯片设计挑战。而在当今的芯片领域，用的最多的可能还是标准总线APB/AHB/AXI等。提到VIP，估计大家最先想到的就是Cadence和Synopsys了。没错，他们是目前最大的两家VIP提供商。不过，那是商业VIP。商业VIP虽好，但是贵呀！很多小公司的预算有限，很多时候都舍不得买，而我们个人想学习用那就更是买不起了。不过好消息来了，我找到一些高质量的开源AMBA VIP，今天就分享给大家，供大家学习研究那是妥妥的没问题，有的甚至都已经成功的被用到一些公司的验证环境了。

AXI 4.0官方协议手册，包含了新增的ACE部分描述

最全最新AMBA5总线规范数据手册，包括：AMBA 5 CHI Architecture Specification，AMBA Adaptive Traffic Profiles Specification，AMBA AHB/APB/ATB/CXS/DTI/LTI Protocol Specification，AMBA AXI and ACE Protocol Specification,AMBA AXI-Stream Protocol Specification,AMBA Generic Flash Bus Protocol Specification和AMBA Low Power Interface Specification。全部打包，不用到处寻找。

PL 和 PS 的高效交互是 zynq 7000 soc 开发的重中之重，我们常常需要将 PL 端的大量数 据实时送到 PS 端处理，或者将 PS 端处理结果实时送到 PL 端处理，常规我们会想到使用 DMA 的方式来进行，但是各种协议非常麻烦，灵活性也比较差，本节课程讲解如何直接通过 AXI 总 线来读写 PS 端 ddr 的数据，这里面涉及到 AXI4 协议，vivado 的 FPGA 调试等。

修改了官方IP核，具体介绍见博客

The AXI4-Stream protocol is used as a standard interface to connect components that wish to exchange data. The interface can be used to connect a single master, that generates data, to a single slave, that receives data. The protocol can also be used when connecting larger numbers of master and slave components. The protocol supports multiple data streams using the same set of shared wires, allowing a generic interconnect to be constructed that can perform upsizing, downsizing and routing operations. The AXI4-Stream interface also supports a wide variety of different stream types. The stream protocol defines the association between Transfers and Packets.

AXI4验证组件库 AXI验证组件库实现了以下验证组件： 掌握爆裂 带有突发的内存响应器 交易响应者-不爆裂 掌握 记忆回应者 交易响应者 发射机 接收者 包括测试台 测试平台位于Git存储库中，因此您可以运行模拟并查看有关如何使用模型的实时示例。 AXI项目结构 AXI4 常见的src 轴4 src 试验台 Axi4Lite src 试验台 AxiStream src 试验台 建筑依赖 在构建此项目之前，必须按顺序构建以下库 有关构建OSVVM库的简单方法，请参见库。 AXI4 /通用/ src 包含由Axi4，Axi4Lite和AxiStream共享的软件包。 Axi4LiteInterfacePkg.vhd 定义Axi4Lite接口记录 Axi4InterfacePkg.vhd 定义Axi4全接口记录 Axi4CommonPkg.vhd 由Axi4，Axi4L