《深入理解AXI4协议：从入门到实践》-- 第一篇 AXI4协议概述

第一篇：AXI4协议概述

1. 什么是AXI4？
   1.1 ARM AMBA总线家族简介

AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）：由ARM公司提出的片上总线标准，用于连接处理器、内存、外设等IP核，是现代SoC设计的核心互联架构。

主要协议演进：

APB（Advanced Peripheral Bus）：低速、低功耗总线，用于寄存器访问（如GPIO、UART）。

AHB（Advanced High-performance Bus）：支持高带宽传输，但复杂度较高，适合中等规模系统。

AXI（Advanced eXtensible Interface）：第三代AMBA协议，针对高性能、高灵活性设计，成为现代SoC的主流总线。

1.2 AXI4的应用场景

SoC设计：连接CPU、GPU、DDR控制器、DMA等高带宽模块。

FPGA加速：在FPGA中实现硬件加速器时，通过AXI4与处理器交互（如Xilinx的Zynq系列）。

异构计算：支持多核、多处理器之间的高效通信（如AI芯片中的计算单元互联）。

1.3 AXI4的三个子协议

AXI4（Full AXI4）：

支持高带宽、多未完成事务（Multiple Outstanding Transactions）。

适用于内存控制器、DMA等高性能场景。

AXI4-Lite：

简化版本，仅支持单次传输（无突发操作）。

用于寄存器配置（如控制外设的寄存器读写）。

AXI4-Stream：

无地址的流式数据传输，仅包含数据通道。

适用于视频流、ADC/DAC数据流等连续传输场景。

2. AXI4的核心特点
   2.1 高性能设计

并行多通道架构：

读/写操作分离为独立的地址、数据、响应通道（5个独立通道）。

支持流水线化操作