AXI学习记录(6)

AXI学习记录(6)------AXI附加信号介绍

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前言

下面将介绍AXI4中新增的3种信号机制，用于拓展AXI协议的功能性和灵活性。

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1 Quality of Service(QoS)信令

AXI4协议通过QoS信令支持服务质量机制，允许系统为不同事务分配优先级，优化资源分配和延迟敏感性操作的性能。

1.1 信号定义

• AWQOS[3:0]：4位写地址通道信号，为每个写事务提供QoS标识符。
• ARQOS[3:0]：4位读地址通道信号，为每个读事务提供QoS标识符。
  上述两个信号值越高，表示事务优先级越高。

1.2 系统设计考虑

优先级处理原则：

• 当组件需要从多个待处理事务中选择处理一个时，必须选择QoS值更高的事务。
• AXI协议规则优先，如果存在AXI协议规定的顺序约束，则优先遵循AXI协议规则，再考虑QoS规则。

兼容性：

• QoS信令兼容多种系统级QoS策略(如固定优先级，加权轮询级)，但需符合默认实现原则(就是上面描述的值越大，优先级越高)。
• 如未实现QoS功能，组件可以选择忽略QoS功能，但是必须正确处理QoS默认值0x0。

信号传递要求：

• 事务的QoS值在传递过程中必须保持不变，即互联组件不能更改QoS值。
• 同一ID的多个事务，QoS值必须相同，否则可能违反AXI顺序模型。

1.3 实例

• 高优先级事务中，为实时数据处理，中断相应等低延迟需求事务分配大的QoS值；
• 在带宽受限制的场景(例如共享内容控制器)中，优先调度大QoS值的事务；
• 根据负载动态调整QoS值。

简单总结一下，QoS可以看做你去银行办理事务。如果你是非会员(QoS值很小)，好的，你排队去吧；如果你是金卡会员(QoS值很大)，麻烦您跟我到后台来，我们优先帮您处理哦。。。

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2 多区域(Multiple Region)信令

2.1 信号定义

AxREGION[3:0]：4bits信号，作用是在每个读/写事务地址通道上发送的区域标识符。最多可标识16个区域。区域标识符在同一4K空间内必须保持不变。

2.2 具体描述

为什么有这种东西？可以缓解Slave解码地址的负担，直接利用AxREGION[3:0]的值来区分不同逻辑接口即可。例如：某个外设的数据和控制寄存器分布在不同地址区域，通过AxREGION[3:0]标识后，只需要使用一个物理端口连接访问即可。

Slave的要求如下：

• 访问区域数量可以小于16，访问不支持的区域，返回Error。
• 以正确的响应顺序(和事务顺序相同)对相同AXI ID的不同区域事务需要响应。

简单总结一下：AxREGION[3:0]信号使得Slave设备可以通过单一物理接口连接多个逻辑区域，显著降低硬件复杂度。

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3 用户自定义(User-Defined)信号

这些信号是在AXI4中新引入的拓展机制，简单来说就是纯自定义的东西，AXI4中没有规范如何使用，因此在使用时需要特别注意(Spec中建议一般不要使用。但是这里又提及怎么使用，很明显肯定有厂商用了)。

3.1 信号定义

各个通道用户自定义信号描述如下：

通道类型	信号	描述
写地址通道	AWUSER	写地址自定义信号，附加写请求数据
读地址通道	ARUSER	读地址自定义信号，附加读请求数据
写数据通道	WUSER	写数据自定义信号，附加写数据
写响应通道	BUSER	附加写响应数据
读响应通道	RUSER	附加读响应数据

3.2 使用注意事项

• 对于上述用户自定义信号，可以单独在某一个通道使用，并不要求在所有通道中使用。这些自定义信号的宽度对于每个通道也是不同的。
• Spec中建议在互联组件中包含这些自定义信号，不要求在Master或者Slave中包含这些信号。

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总结

本文主要描述了3种附加信号，其中QoS则用来指定优先级、Multiple Region则用于同一物理接口多地址区域划分、而User Defined则完全是用户自定义信号，非必要不使用。