AXI 总线基本概念1 - 如何理解outstanding传输

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本文详细解析了AXI4总线规范中的关键特性——outstanding能力，对比AHB总线，阐述了outstanding在读写操作中的作用及如何通过增加其值来提升总线效率，避免拥塞。

在AXI4的总线规范中提到AXI4的总线特性之一：
Support for issuing multiple outstanding addresses.

从字面理解，outstanding表示正在进行中的，未完成的意思，形象地说就是“在路上”。

简单讲，如果没有outstanding，或者说outstanding能力为1，则总线Master的行为如下(AHB总线就没有outstanding能力）：
1）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 -> 。。。。。
2）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：
1）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，否则有可能会引起总线拥塞，把其他IP给堵住。下图为一个outstanding读的时序图例子.

2）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。