地址对齐相关

1.什么是地址对齐

1、所谓对齐bai就是数据在存du储器中存放的规则，32位系统中一般zhi有字节对齐（dao8bit）、半字对zhuan齐(16bit)、字对齐（32bit）三种方式，分别对齐到连续地址、偶数地址、被4整除的地址。
2、arm体系结构中有ARM指令集和Thumb指令集2种，其中ARM指令为32位指令，按照4字节对齐存储，一条指令必须从4的整数倍地址来取；Thumb指令为16位指令，按2字节对齐存储，一条指令必须从偶数地址来取。
3、数据的存储：字符型数据一般为字节对齐存储、短整型按照双字节对齐存储、整型/浮点型按照4字节对齐存储。

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2.为什么要地址对齐

　　地址对齐其实就是CPU设计中的一个时空权衡，这里采用的是空间换时间的。主要的解决问题是如何能过快速的读取给定的一个变量。

　　目前的主流计算机有32位，64位这是地址线，一般数据线与地址线条数相同。

　　如果放置数据时不考虑地址对齐，32位的CPU读取一个4字节的int最少需要一次内存访问，最多需要2次访问内存。下图中左面，取一个int要两次内存访问，而右边的只需要一次内存访问。

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3.AXIZ中的地址对齐

在AXI中，主要是三种猝发模式，FIXED，INCR，WRAP。前两种比较容易理解，第三种的边界计算如下。

WRAP猝发类似于INCR猝发。在WRAP中，地址将根据SiZE递增，但是达到地址上限时，地址将换到地址下限。
在WRAP地址计算过程中有两个注意事项，

1. 计算WRAP的地址上限
2. 低位地址回旋到WRAP

 

WRAP突发有限制：

• 起始地址必须与每次传输的大小对齐
• 突发长度必须为2、4、8或16个传输

起始地址一定是和size对齐的，比如size是2（每次传输2^2bytes）,那么起始地址就不能是0x32，只能是0x34,0x38这些

如果size是3，则是2^3=8bytes=64bits（64的位宽）,则地址要是0x30,0x38这些，

计算方式如下：

地址下界：

地址上界：

Ex1：

AxADDR = 0x04, AxLEN = 3, AxSIZE = 2, AxBURST = 3。

Start_Address = 0x04
Burst_Length = 4
Number_Bytes = 2^2=4
因此地址下界
= (0x04/(4x4)) x (4x4)
= 0
地址上界
= 0 + (4 x 4)
= 16

Address_0 = 4
Address_1 = Address_0 + Number_Bytes = 4 + 4 = 8
Address_2 = Address_1 + Number_Bytes = 8 + 4 = 12
Address_3 = Address_2 + Number_Bytes = 12 + 4 = 16

因为上界为16，因此地址Address_3 = 0。

因此地址为4,8,12,0。

 

Ex2：

AxADDR = 0x38, AxLEN = 3, AxSIZE = 2, AxBURST = 3。
Start_Address = 0x38
Burst_Length = 4
Number_Bytes = 2^2=4
因此地址下界
= (0x38/(4x4)) x (4x4)
= 0x30
地址上界
= 0x30 + (4 x 4)
= 0x40

Address_0 = 0x38
Address_1 = Address_0 + Number_Bytes = 0x38 + 0x4 = 0x3C
Address_2 = Address_1 + Number_Bytes = 0x3C + 0x4 = 0x40
因为Address_2 == 0x40, 达到上边界，因此Address_2 = 0x30
Address_3 = Address_2 + Number_Bytes = 0x30 + 0x4 = 0x34
因此地址为 0x38, 0x3C, 0x30, 0x34。

 

Ex3：

AxADDR = 0x34, AxLEN = 7, AxSIZE = 2, AxBURST = 3。
Start_Address = 0x34
Burst_Length = 8
Number_Bytes = 2^2=4

因此地址下界
= (0x34/(4x8)) x (4x8)
= 0x20
地址上界
= 0x20 + (4 x 8)
= 0x40

Address_0 = 0x34
Address_1 = Address_0 + Number_Bytes = 0x34 + 4 = 0x38
Address_2 = Address_1 + Number_Bytes = 0x38 + 4 = 0x3C
Address_3 = Address_2 + Number_Bytes = 0x3C + 4 = 0x40
因为Address_3 == 0x40,达到上边界，因此 Address_3 = 0x20
Address_4 = Address_3 + Number_Bytes = 0x20 + 4 = 0x24
Address_5 = Address_4 + Number_Bytes = 0x24 + 4 = 0x28
Address_6 = Address_5 + Number_Bytes = 0x28 + 4 = 0x2C
Address_7 = Address_6 + Number_Bytes = 0x2C + 4 = 0x30
因此地址为 0x34, 0x38, 0x3C, 0x20, 0x24, 0x28, 0x2C, 0x30