仿真通过AXI_lite接口读写寄存器时axi_awready信号无法拉高的一种原因

本文记录了一名初学者在使用AXI-lite接口进行BRAM读写时遇到的问题,发现awready信号拉高需要awvalid和wvalid同时有效。通过代码对比和实验,揭示了AXI-lite与AXI-full的区别。

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        本人初次接触AXI接口,在了解了AXI接口读写时序后,计划使用AXI接口对BRAM进行读写,并进行仿真测试,AXI接口有三种类型:AXI4、AXI-lite、AXI-stream,我一开始成功对AXI4进行了读写测试,在了解读写时序后这是很简单的,但是在对AXI-lite进行读写测试时,本以为读写时序与AXI4一致,并且端口数量大大减少,实验应该会很快做完,但却出现了下图所示情况:

       图中即使使awvalid信号一直为高,awready信号却迟迟无法拉高,这与AXI4仿真时情况不符,之后再一次偶然打包AXI接口的ip时,发现了原因,如下图所示:

        此处展示的是模拟AXI-lite的有关代码,可以看到,要想拉高awready,不仅需要拉高awvalid,而且wvalid信号 也要同时为高,再来看模拟AXI-full的有关代码:

        可以看到AXI-full中拉高awready的条件仅仅是awvalid拉高即可(其中的awr_flag和arr

_flag信号在复位时会自动置0),接下来我尝试把awvalid和wvalid 同时拉高仿真AXI-lite,结果如下:

        可以看到awready信号成功拉高。

        由于作者为初学者,这个问题困扰了我几天时间,且在网上找了很久没能获得答案,仅以此文做一个记录,若并不是您要找的答案,请忽略。 

<think>好的,用户之前询问了Vivado中MIG IP核的作用,现在他们又问到了M_AXI_LITE接口的作用。我需要先确认这两个问题之间的关联,可能用户正在使用Xilinx FPGA进行设计,涉及到了AXI接口的相关知识。 首先,M_AXI_LITEAXI4-Lite接口的主设备端,常用于低带宽的配置和控制。用户可能在项目中需要连接一些需要配置的IP核,比如DMA、定器或者其他外设,这AXI-Lite接口就派上用场了。 接下来,我需要回忆AXI4协议的同类型。AXI4有三种:AXI4、AXI4-LiteAXI4-Stream。AXI4-Lite是简化版,用于简单的寄存器访问,支持突发传输,适合配置寄存器。而M_AXI_LITE中的“M”代表Master,主设备,负责发起读写请求。 用户可能想知道这个接口的具体应用场景,比如在Zynq SoC中,PS和PL之间的通信,或者FPGA内部同IP核之间的控制信号传递。需要举一些例子,比如通过AXI-Lite配置一个GPIO模块的寄存器,或者读取状态寄存器的值。 另外,用户可能对接口信号线感兴趣,比如地址、数据、读写控制信号等。需要简要描述这些信号的作用,但需要太深入,保持易懂。 还要注意和之前MIG IP核的回答结构类似,分点说明,保持结构清晰。可能需要分点讲作用、特点、应用场景、优势等。 需要确保术语正确,比如AXI-Lite的特性,如支持突发,每次传输一个数据,32位或64位地址和数据宽度等。同要强调其低功耗和简化设计的好处。 用户可能有更深层的需求,比如在设计中如何正确使用这个接口,或者遇到相关问题如何调试。但当前问题只需要介绍作用,所以可以提到它简化设计,但需要展开调试方法。 最后,检查是否有需要补充的地方,比如与AXI4-Full的区别,或者在实际工程中的典型用例,如MicroBlaze处理器通过AXI-Lite控制外设。确保回答准确、易懂,符合用户的知识水平。</think>在FPGA或SoC设计中,**M_AXI_LITE接口**是一种基于AXI4-Lite协议的主设备接口(Master Interface),主要用于**低带宽、低复杂度的寄存器配置和状态读取**。以下是其核心作用的分步说明: --- ### 1. **核心功能定位** - **简化控制通路**:专为寄存器级访问设计,适合传输少量控制命令或状态信息(如使能信号、中断标志)。 - **典型场景**: - 配置外设IP核(如DMA、定器、ADC驱动) - 读取传感器状态(如温度值$25.5^\circ\text{C}$) - 与处理器(如ARM Cortex-A9 in Zynq)进行低速通信 --- ### 2. **协议特性** - **AXI4-Lite子集**: - **单次传输**:支持突发(Burst)操作,每次读写仅传输1个数据(如32位数据$0x12345678$)。 - **地址范围小**:通常寻址范围超过32位(4GB空间),实际应用常映射到局部寄存器(如$0x4000\_0000$到$0x4000\_FFFF$)。 - **信号精简**:相比AXI4-Full,信号线减少约70%,仅包含: ```verilog AWADDR/WDATA/WVALID → 写地址、数据、有效信号 ARADDR/RDATA/RVALID → 读地址、数据、有效信号 BVALID → 写响应完成 ``` --- ### 3. **典型应用架构** - **SoC控制中枢**(如Xilinx Zynq): ```plaintext [ARM Cortex-A9] --M_AXI_LITE--> [FPGA逻辑IP核(如PWM、SPI)] ↳ 配置IP寄存器/读取状态 ``` - **FPGA内部管理**: ```plaintext [MicroBlaze软核] --M_AXI_LITE--> [自定义逻辑模块] ↳ 设置工作模式/读取错误计数器 ``` --- ### 4. **设计优势** - **资源节省**: - 逻辑资源消耗比AXI4-Full减少约50%(无突发控制逻辑) - 适合低功耗场景(如IoT设备) - **易用性**: - Vivado IP Integrator可自动生成接口适配逻辑 - 与Xilinx SDK/C语言驱动程序天然兼容(通过`xil_io.h`库函数) --- ### 5. **与AXI4-Full接口对比** | 特性 | M_AXI_LITE | M_AXIAXI4-Full) | |--------------------|---------------------|---------------------| | 突发传输 | ❌ 支持 | ✅ 支持(最大256拍)| | 数据位宽 | 通常32/64位 | 可扩展至1024位 | | 适用场景 | 控制/状态寄存器 | 高速数据传输(如DDR)| | 延迟敏感性 | 容忍较高延迟 | 需严格序优化 | --- ### 实际案例 - **PWM调光控制**: - 通过M_AXI_LITE设置占空比(如写入$0x3FF$对应100%亮度) - 读取过温报警标志(`0x1`表示温度超限) - **以太网MAC配置**: - 设置MAC地址(如`0x001B638A12C3`) - 查询链路状态(`0x0`表示断开) 通过M_AXI_LITE接口开发者能以最小资源开销实现可靠的配置通信,特别适合控制密集型但数据量小的系统设计。
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