AXI4_Stream入门(3):信号缺省值与兼容

最新推荐文章于 2024-04-10 11:32:27 发布

原创最新推荐文章于 2024-04-10 11:32:27 发布 · 612 阅读

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#arm开发

本文是ARM开发自学笔记，介绍AXI4 - Stream默认信号需求，如TREADY、TKEEP、TSTRB等信号的设置及作用，还提及TLAST不同设置方式的优缺点及推荐设置。同时阐述了兼容性考虑，包括主从接口匹配、线宽问题及空字节处理等内容。

本文来自自学过程中所记的笔记，可能有不少错漏与胡言乱语，仅供参考，建议主要以ARM官方文件进行参考。原参考文档官网可下载，为了方便各位，我也上传了，需要的自取;
链接：https://pan.baidu.com/s/1voHyFmkpGqABcKH8OSF_Ng
提取码：izix

默认信号需求:

TREADY: 该信号有时可以被省略，但是建议添加；其缺省值为HIGH；从从机的角度考虑，如果能始终保持信号接收，则可以将其省略；从主机的角度说，省略这个信号意味着始终保持信号接受，且不能承受Back-Pressure；对主机而言，即使没有承受Back-Pressure的功能，也会被建议添加TREADY信号，这有助于标记传输错误的情况；

TKEEP与TSTRB: TKEEP和TSTRB都是可选信号，不是所有信号流都需要这两个信号；[如果要进行放大操作，且数据流不足以填满最大的一组，则必须使用TKEEP产生并标注空字节]; 当TKEEP缺失时，其默认值为HIGH；当TSTRB缺失时，其默认值为TSTRB = TKEEP; 当两者都缺失时，其默认值均为为HIGH;

TLAST: 当传输没有包或帧概念的数据流时，TLAST默认是无定义的；TLAST有以下几种设置方法:

设置TLAST始终为低位。这会将所有的传输都默认为一个包，也意味着为包的扩大与合并提供了最多的机会。但这同样意味着频繁出现的高延迟(为了合并数据流出现延迟)。同时这种设置会导致跨共享通道的数据流出错，因为其使用TLAST作为分流仲裁的判断;
设置TLAST始终未高位。这会把每个byte都看作一个单独的包，不会在传输过程中出现任何的主动延迟，跨共享通道的数据流也可以被有效仲裁；但这种情况下所有的数据流合并和扩大都会被阻止；
一个很好的折中方案是在发送固定Byte数之后进行TLAST声明，如每传输16 Bytes声明一次TLAST。这样既不会过度占用通路产生延迟，又不会影响数据流的扩大与合并；

按照推荐，TLAST的设置应当为:

对于任何拥有包概念的设备，TLAST必须存在。在使用一个包含TLAST信号的接口时，TLAST信号必须一直可用；
对于不支持TLAST信号的设备而言，TLAST信号必须一直为HIGH，防止一些设置下的组件将传输无限延迟；
对于不支持TLAST信号的设备而言，如果因为结构可以保证被传输的信号无需使用TLAST来防止传输无线延迟时，TLAST信号也可以被固定为LOW；

TID、TDEST与TUSER: 这三种信号均为可选信号，主机不被要求提供这些信号；当主机不提供时，有额外TID、TDEST与TUSER接口的从机必须将这些接口置零;

TDATA: 绝大多数的AXI4-Stream接口都需要进行数据传输，However，没有这个的接口也是被允许的。如果TDATA不存在，则TSTRB也不能存在。如果TDATA不存在，TKEEP存在，则利用TKEEP来制造空包，进行扩大、缩小与合并操作；在TDATA与TKEEP都不存在时，则所有的扩大、缩小与合并的操作方式都必须与操作单个数据Byte相同；

兼容性考虑:

AXI4-Stream具有大量的可选特性，这也意味着主组件与从组件都有大量的指令集可以选择。对于输入接口而言，可以通过保持对所有信号的接受来获得完全的兼容性；对于输出接口而言，可以将未使用的输出接口全部按照default设置，以获得更好的输出兼容性；一般可以从两个方面考虑连接的兼容性，一是直连兼容性，主要是考虑主从部件之间直接连接的兼容性；二是互联兼容性，主要是考虑链接对两端设备兼容的影响；

如果要使主接口与从接口匹配，则两端的线宽一定要匹配，如果线宽不匹配，则必须使用能够改变线宽使之兼容的组件；只要总接口支持TREADY，其就可以支持所有种类的从机；在主机不支持的接口上，只要供应默认值即可；

主机与从机的兼容性问题，主要出现在主机发出的信号多于从机可以接收的信号数。首先要解决的问题还是接口宽度，如果线宽不匹配，则必须使用能够改变线宽使之兼容的组件；第二个问题是信源和目的地的通信，如果从机需要与多个信源通信，则其必须能够辨识足够多的TID与TDSET，在此基础上，基于其能够辨识的TID与TDSET数量，从机将可以支持有限个数量的数据流交错；最后是空字节与位置字节的问题。从机无需支持空字节与位置字节，当其不支持时，有以下解决办法:

将所有的位置字节都转化为数据字节。这一操作不支持将数据部分更新，还有可能导致数据损坏，但其可以保证所有的数据字节都在数据流中且都在正确的位置上；
如果从机不支持空字节，则需要一个打包用的组件删除数据中的所有空字节;

执行Package的组件可能需要同时处理多个并发流;

建立互联可以保证主机与从机之间的数据传输，但其中含有的放大、缩小与合并功能。这些功能可能会产生空字节。防止这些空字节进入不支持他们的设备的方式有以下几种:

对传输进行约束，以保证只产生与从机接口宽度相同的空字节，以便于在需要时进行截断;
使用一个打包用的组件删除数据中的所有空字节;