AXI 的乱序操作

Cachable和bufferable

一个Master发出一个读写的request，中间要经过很多Buffer，最后才能送到memory。这些Buffer的添加是为了outstanding，timing，performance等。

Buffer有两种类型：一种FIFO结构，仅仅就是保存发送Request给下一级或者返回Response给上一级。还有一种Buffer,在接受了上一级的Request之后立刻给上一级回response，告诉上一级这个操作已经做完了，而实际上这个操作并没有发到下一级Buffer，更没有被送到memory。有的人可能就问，write的时候这样可以，read的时候则无法这么做。其实read一样有bufferable，如果此处buffer的write data channel有此read需要的数据，就可以直接返回，而不用去访问memory，如果没有，则要把Request发到下一级。
总之，所以的访问都要经过这些buffer，是否bufferable在于何时由谁回response，在于是否要把request送到最终的memory。

Cacheable:
Interconnect其实只是一个路由的功能，内部有buffer，但并没有cache。而是在这个访问从Master发起request到送到最终的memory这个过程中，可能会经过一些cache，cacheable代表了是不是要去这个cache中查找自己需要的数据。要不要更新cache。
你说的利用cache来提高性能，有些操作是要求绝对non-cacheable的，比如device 内部寄存器的访问，这些都是MMR（memory mapped register 存储器映射寄存器）。只能使用non-cachable。

AXI 五个channel所有的信号，可以是Master-Interconnect，也可以是Interconnect-Slave，也可以直接是Master-Slave。

outstanding 乱序与穿插
简单讲，如果没有outstanding，或者说outstanding能力为1，则AXI Master的行为如下：

读操作：读地址命令->等待读数据返回->读地址命令->等待读数据返回->读地址命令->等待读数据返回。。。。。
写操作：写地址命令->写数据->等待写响应返回->写地址命令->写数据->等待写响应返回。。。。。（如果支持out-of-order，对于AXI3，写命令和写数据不一定有先后顺序且ID顺序不一定相同，AXI4因为已经没有WID信号，所以写数据的顺序要和写地址的顺序一样）

而如果outstanding能力为N>1的话，则：
读操作：可以连续发N个读地址命令，这期间如果读数据没有返回，则需要需要等待读数据返回，如果有读数据返回，则返回了几个，那么仍然可以接着发几个。也就是说，“在路上” 的读命令（或者读数据）最多可以是N。多说一点，可以看出，如果数据返回得比较慢，那么IP需要等待，效率就会比较低，因此，为了提高效率，有必要提高outstanding能力，以弥补”路上“（总线）引入的延时。但是也不能无限制地发，有可能会引起总线拥塞，把其他IP给堵住。
写操作：可以连续发出N组写地址（写数据）命令，这期间如果写响应没有返回，则必须等待写响应返回才能接着发写地址（写数据）命令，如果有写响应返回，则返回了几个，那么仍然可以接着发几组。也就是说，“在路上” 的写响应最多可以是N。

out of order 和interleave
乱序和间插是两个完全不同的概念。笼统的说，乱序指的是burst这个粒度，而间插指的是beat这个粒度。
简单说了，乱序是salve返回master请求的out of order特性，但这个slave可以是广义上的，一般总线会完成这个功能；而间插（interleave）是指写数据，或是读返回数据，按找不同ID交织出现。比如：ID0 ID1 ID0 ID1….。乱序和间插都有深度，一般乱序深度比间插大的多。上面那个例子就是间插深度为2的情况。

exclusive 和lock
1. 首先，Lock在amba2.0中就有涉及，意思是，某个master 可以通过Lock 总线来实现独占。只有当该master完成传输后才释放出总线。这样的话，总线的效率会降低。 2. 相比Lock，AXI 中引入了exclusive操作，不需要将bus锁定给某个master。而是通过TAG ID以及slave 返回的response来判断当前的传输是否成功。过程如下:
1)mst 首先向slave的某个地址位置发起一个exclusive读操作。slave中的monitor会纪录下该mst的 ARID和 要访问的地址位置（返回EXOKEY)。
2）mst向同一地址区域发起一exclusive写操作。slave同样要记录该操作的mst的 AWID 和 要访问的地址位置。如果AWID==ARID && 该地址内容没有改变（没有 其他的mst访问过），这个写操作就是成功的。该地址就会更新，同时slv会返回EXOKEY. 否则，slv会返回OKEY.
由此看来，对于exclusive操作，总线其实允许其他mst同时来请求总线。比如，当其他mst要同时通过总线访问其他的slv时，上述2）就不满足，所以总线就不会被锁定