Кеңейтілген кеңейтілген интерфейс - Advanced eXtensible Interface - Wikipedia

The Кеңейтілген кеңейтілген интерфейс (AXI) бөлігі ҚОЛ Advanced Microcontroller Bus Architecture 3 (AXI3) және 4 (AXI4) сипаттамалары,[1] Бұл параллель жоғары өнімділік, синхронды, жоғары жиілікті, көп қожайын, көп құл байланыс интерфейс, негізінен чиптегі байланысқа арналған.

AXI 2003 жылы AMBA3 сипаттамасымен енгізілген. 2010 жылы AMBA, AMBA4 жаңа редакциясында AXI4, AXI4-Lite және AXI4-Stream анықталды хаттама. AXI болып табылады роялтисіз және оның сипаттамасынан еркін қол жетімді ҚОЛ.

AXI кең спектрді ұсынады, соның ішінде:

  • бөлек мекен-жайы / бақылау және мәліметтер фазалары
  • деректерге тураланбаған қол жетімділікті қолдау
  • жарылысқа негізделген трансферттер, старттың бір реттік берілісі бар мекен-жайы
  • оқудың және жазудың бөлек және тәуелсіз арналары
  • орындалмаған транзакцияларды қолдау
  • бір негізгі портта әр түрлі ағындық идентификаторлары бар транзакциялар үшін тапсырыстың аяқталуын қолдау. (Бірдей ағын идентификаторына ие бір негізгі порттағы транзакциялар ретімен аяқталуы керек. Сонымен қатар, әр түрлі басты порттар бір-біріне қатысты тәртіпсіз аяқталуы мүмкін.)
  • қолдау атомдық операциялар.

AMBA AXI көптеген қосымша талаптарды ұсынады сигналдар, оны дизайнның нақты талаптарына байланысты ерікті түрде қосуға болады,[2] AXI-ді көптеген қосымшаларға арналған жан-жақты шинаға айналдыру.

AXI байланысы кезінде автобус жалғыз қожайын мен жалғыз құлдың арасында болады, спецификация егжей-тегжейлі сипаттаманы және сигналдар N: M өзара байланыстарын қосу, автобусты топологияға дейін көбейтуге қабілетті шеберлер мен құлдар.[3]

AMBA AXI4, AXI4-Lite және AXI4-Stream қабылдаған Ксилинкс және көптеген серіктестер өз өнімдерінде негізгі байланыс автобустары ретінде.[4][5]


Жіп идентификаторлары

Ағындық идентификаторлар бір ағынды портқа бірнеше ағынды қолдауға мүмкіндік береді, мұнда әр жіптің AXI мекенжай кеңістігіне ретімен қол жетімділігі бар, бірақ бір басты порттан басталған әрбір ағын идентификаторы бір-біріне қатысты ретсіз аяқталуы мүмкін. Мысалы, бір ағын идентификаторы баяу перифериялық блокталған жағдайда, басқа ағын идентификаторы бірінші ағын идентификаторының ретінен тәуелсіз жалғасуы мүмкін. Тағы бір мысал, CPU-дегі бір ағынға белгілі бір негізгі порт жадына қол жеткізу үшін ағын идентификаторы берілуі мүмкін, мысалы, оқу addr1, addr1 жазыңыз, addr1 оқыңыз, және бұл кезек ретімен аяқталады, өйткені әрбір транзакция бірдей негізгі порт ағынының идентификаторына ие. Компьютерде жұмыс істейтін басқа ағынға оған басқа негізгі порт ағынының идентификаторы тағайындалған болуы мүмкін, және ол жадқа қол жеткізуге болады, бірақ бірінші ағынның идентификаторы транзакцияларымен араласуы мүмкін.

Негізгі порттағы ағынның идентификаторлары ғаламдық деңгейде анықталмаған, сондықтан бірнеше басты порттары бар AXI қосқышы негізгі порт индексінің ішкі префиксін ағынның идентификаторына қосады және осы біріктірілген ағын идентификаторын құл құрылғысына береді, содан кейін транзакцияны оның орнына қайтарады негізгі шығу тегі порты, бұл ағынның ID префиксі негізгі портты табу үшін пайдаланылады және префикс қысқартылады. Сондықтан, порт портының ағынының идентификаторы негізгі порт ағынының идентификаторына қарағанда биттермен кеңірек.

Axi-lite шинасы - бұл бір шеберге тек бір ID иірімін қолдайтын AXI шинасы. Бұл шина бір уақытта бір ғана негізгі құрылғымен байланыс орнатуды қажет ететін нүкте үшін пайдаланылады, мысалы, қарапайым перифериялық құрылғы, мысалы UART. Керісінше, процессор бірнеше перифериялық құрылғыларды және мекенжай кеңістіктерін бір уақытта игере алады және осьтің басты порттары мен осьтік құл порттарында бірнеше ағын идентификаторын қолдайды. Сондықтан процессор әдетте толық axi шинасын қолдайды. Алдыңғы осьтік қосқыштың типтік мысалы ретінде CPU шеберіне қосылған толық спецификалық axi шебері және әр түрлі перифериялық құрылғылардан осьтік қосқышқа қосылған бірнеше осьтік-литтік құлдар жатады.

(Қосымша, axi-lite шинасы тек бір транзакцияға 1 сөзден тұратын транзакция ұзындығына қолдау көрсетуге шектелген.)

Қол алысу

Негізгі қол алысу механизмі AMBA AXI хаттама. Бұл мысалда мақсатты нысан жоғары ДӘРІТТІ өзінің ДАЙЫН екенін күтуде.

AXI негізгі анықтайды қол алысу механизмі, xVALID және xREADY сигналынан тұрады.[6] XVALID сигналы мақсатты ұйымға арнаның пайдалы жүктемесі жарамды екендігін және оны оқуға болатындығын хабарлау үшін сигнал көзі арқылы басқарылады. сағат циклі одан әрі. Сол сияқты xREADY сигналын қабылдаушы ұйым мәліметтерді қабылдауға дайын екендігі туралы хабарлау үшін басқарады.

XVALID және xREADY сигналдарының мәні бірдей болғанда сағат циклі, деректердің пайдалы жүктемесі «тасымалданған» болып саналады және қайнар көзі xVALID-ді сақтау арқылы жаңа деректердің пайдалы жүктемесін ұсына алады немесе берілісті тоқтатады. Деректердің жеке тасымалы, сондықтан xVALID және xREADY жоғары болған кездегі цикл «соққы» деп аталады.

Осы сигналдарды басқарудың екі негізгі ережесі анықталған:

  • Дереккөз xVALID-ті жоғары xREADY деп күтуге болмайды.
  • Бекітілгеннен кейін, қайнар көз қол алысу болғанша xVALID жоғары болуы керек.

Осының арқасында қол алысу механизмі, дерек көзі де, тағайындалуы да қажет болса, жылдамдықты қысқарта отырып, мәліметтер ағынын басқара алады.

Арналар

AXI спецификациясында бесеу арналар сипатталған:[7]

  • Мекенжай арнасын оқу (AR)
  • Деректер арнасын оқу (R)
  • Мекенжай арнасын жазу (AW)
  • Мәліметтер арнасын жазу (W)
  • Жауап беру арнасын жазу (B)

Тапсырыстың кейбір негізгі ережелерінен басқа,[8] әрқайсысы арна бір-біріне тәуелсіз және өзінің xVALID / xREADY жұбына ие қол алысу сигналдар.[9]

AXI арналарын оқиды
AXI мекен-жайы мен оқу деректері арналарын оқу.
AXI жазу арналары
AXI жазу мекенжайы, деректерді жазу және жауап беру арналары.

AXI

Сигналдар

Хабарламаны оқу және жазу арналарының сигналдары
Сигнал сипаттамасыМекен-жай жазуМекенжай арнасын оқыңыз
Бірнеше анықтау үшін мекен-жай идентификаторы ағындар бірыңғай арнаAWIDARID
Жарылыстың алғашқы соққысының мекен-жайыAWADDRARADDR
Жарылыс ішіндегі соққылар саныАВЛЕН[nb 1]АРЛЕН[nb 1]
Әр соққының мөлшеріAWSIZEТЕГІЗ
Жарылыс түріAWBURSTARBURST
Беру үшін құлып түрі атомдық операцияларҰЙЫҚТАУ[nb 1]ARLOCK[nb 1]
Жад түрі, транзакцияның жүйе арқылы қалай жүруі керекЖАБДЫҚАРХАШ
Қорғау түрі: артықшылық, қауіпсіздік деңгейі және деректерге / нұсқаулыққа қол жетімділікAWPROTARPROT
Қызмет сапасы мәмілеAWQOS[nb 2]ARQOS[nb 2]
Бір физикалық интерфейстен бірнеше логикалық интерфейстерге қол жеткізу үшін аймақ идентификаторыАЙМАҚ[nb 2]АРЕГИЯ[nb 2]
Пайдаланушы анықтаған деректерAWUSER[nb 2]ARUSER[nb 2]
xVALID қол алысу сигналЖОҚАРВАЛИД
xREADY қол алысу сигналҚАУІПДӘЛ
Деректерді оқу және жазу арналарының сигналдары
Сигнал сипаттамасыМәліметтер арнасын жазыңызДеректер арнасын оқыңыз
Бірнеше анықтау үшін деректер идентификаторы ағындар бірыңғай арнаWID[nb 3]RID
Деректерді оқу / жазуWDATARDATA
Ағымдағы RDATA сигналының күйін көрсету үшін жауапты оқыңызRESESP
WDATA сигналының қай байттары жарамды екенін көрсететін байт стробWSTRB
Соңғы соққы идентификаторыWLASTRLAST
Пайдаланушы анықтаған деректерWUSER[nb 2]RUSER[nb 2]
xVALID қол алысу сигналВВАЛИДЖарамсыз
xREADY қол алысу сигналАқылдыДАЙЫН
Жазбаға жауап беру арнасының сигналдары
Сигнал сипаттамасыЖауап беру арнасын жазыңыз
Бірнеше анықтау үшін жауап идентификаторын жазыңыз ағындар бірыңғай арнаӨТІНІМ
Жарылыс күйін көрсету үшін жауап жазыңызBRESP
Пайдаланушы анықтаған деректерBUSER[nb 2]
xVALID қол алысу сигналBALAL
xREADY қол алысу сигналНАН

[10]

  1. ^ а б c г. AXI3 пен AXI4 арасындағы әртүрлі мінез-құлық
  2. ^ а б c г. e f ж сағ мен Тек AXI4 бар
  3. ^ Тек AXI3 көмегімен қол жетімді

Жарылыстар

FIXED, INCR және WRAP жарылыстарының мысалы

AXI жарылысқа негізделген хаттама,[11] бұл бір сұраныс үшін бірнеше деректерді беру (немесе соққылар) болуы мүмкін екенін білдіреді. Бұл деректердің көп мөлшерін немесе мекен-жайдың белгілі бір үлгісіне ауыстыру қажет болған жағдайда пайдалы болады, AXI-де жарылыстар ARBURST (оқуға арналған) немесе AWBURST (жазуға арналған) сигналдарымен таңдалған үш типті болуы мүмкін. ):[12]

  • ТҰРАҚТЫ
  • INCR
  • WRAP

ТІЗІЛГЕН серпілістерде аударым кезіндегі әр соққының мекен-жайы бірдей болады. Бұл жад орнында қайталанған қатынасу үшін пайдалы, мысалы, а жазу немесе жазу кезінде ФИФО.

Екінші жағынан, INCR серпілістерінде әр соққының алдыңғы мекен-жайға тең адресі және аударым өлшемі бар. Бұл жарылыс түрі әдетте жадының дәйекті аймақтарын оқу немесе жазу үшін қолданылады.

WRAP жарылыстары INCR-ге ұқсас, өйткені әрбір аударымның алдыңғы адресатқа тең адресі болады және аударым мөлшері. Алайда, WRAP жарылыстарымен, егер ағымдағы соққының адресі «Жоғары мекен-жай шекарасына» жетсе, ол «орау шекарасына» қалпына келтіріледі:

бірге

Транзакциялар

Оқады

AXI оқу транзакциясының мысалы. Мастер 4 соққыны сұрайды (ARLEN + 1)[13]) әрқайсысы 0x0 мекен-жайынан бастап INCR түріндегі 4 байттан тұрады. Құл 0x0 мекен-жайы үшін 0x10, 0x4 мекен-жайы үшін 0x11, 0x8 мекен-жайы үшін 0x12 және 0xc мекен-жайы үшін 0x13, барлығы OKAY күйінде қайтарады. Мұнда тек ең маңызды сигналдар көрсетілген.

Оқу транзакциясын бастау үшін магистр Read мекен-жайы арнасында:

  • ARADDR-дегі бастапқы мекен-жай
  • ARBURST-та FIXED, INCR немесе WRAP жарылыс түрі (егер бар болса)
  • ARLEN-де жарылыс ұзындығы (егер бар болса).

Сонымен қатар, басқа көмекші сигналдар, егер бар болса, нақтырақ трансферттерді анықтау үшін қолданылады.

Әдеттегі ARVALID / ARREADY қол алысқаннан кейін, құл мәліметтер оқу арнасында:

  • RDATA-да көрсетілген мекен-жайға сәйкес келетін деректер
  • RRESP бойынша әр соққының мәртебесі

Құлдың жауап беруінің кез-келген соққысы RVALID / RREADY қол алысуымен жасалады және соңғы тасымалдау кезінде құл жаңа оқуды сұрамай-ақ ешқандай соққы болмайтынын хабарлау үшін RLAST-ті бекітуі керек.

Жазады

AXI жазу транзакциясының мысалы. Мастер 4 соққыны басқарады (AWLEN + 1)[13]) әрқайсысы 0x0 мекенжайынан бастап INCR типімен 4 байттан тұрады, 0x0 мекен-жайы үшін 0x10, 0x4 мекен-жайы үшін 0x11, 0x8 мекен-жайы үшін 0x12 және 0xc мекен-жайы үшін 0x13. Құл бүкіл транзакцияға жауап ретінде 'OKAY' қайтарады. Мұнда тек ең маңызды сигналдар көрсетілген.

Жазу жұмысын бастау үшін мастер мекен-жай туралы ақпаратты да, мәліметтерді де беруі керек.

Мекен-жай ақпараты мекен-жай жазу арнасы арқылы, оқу әрекеті сияқты беріледі:

  • бастау мекен-жайы AWADDR-де көрсетілуі керек
  • AWBURST-та FIXED, INCR немесе WRAP жарылыс түрі (егер бар болса)
  • AWLEN-де жарылыс ұзындығы (егер бар болса)

және егер бар болса, барлық қосымша сигналдар.

Сондай-ақ, магистр мәліметтерді жазу арнасында көрсетілген мекен-жайларға қатысты деректерді ұсынуы керек:

  • WDATA туралы мәліметтер
  • жеке WDATA байттарын шартты түрде «жарамды» немесе «жарамсыз» деп белгілейтін WSTRB-дегі «строб» биттері (бар болса)

Оқу жолындағы сияқты, соңғы мәліметтер бойынша WLAST-ті шебер бекітуі керек.

Екі транзакция аяқталғаннан кейін, құлға нәтижені BRESP сигналы арқылы қайтару арқылы, жауап беру арнасы арқылы жазу мәртебесін мастерге қайтару керек.

AXI4-Lite

AXI4-Lite - бұл ішкі жиын қамтамасыз ететін AXI4 хаттамасының тіркеуге ұқсас төмендетілген ерекшеліктері мен күрделілігі бар құрылым.[14] Айырмашылық айырмашылықтар:

  • барлық серпіністер тек 1 соққыдан тұрады
  • барлық деректерге қол жеткізу деректердің толық енін пайдаланады, олар 32 немесе 64 бит болуы мүмкін

AXI4-Lite AXI4 сигналдарының бір бөлігін жояды, бірақ қалғандары үшін AXI4 спецификациясына сәйкес келеді. Болу а ішкі жиын AXI4, AXI4-Lite транзакцияларының мүмкіндіктері AXI4 құрылғыларымен толық үйлеседі өзара әрекеттесу қосымша конверсия логикасы жоқ AXI4-Lite шеберлері мен AXI4 құлдары арасында.[15]

Сигналдар

Мекенжай арнасын жазыңызДеректер арнасын жазыңызЖауап беру арнасын жазыңызМекенжай арнасын оқыңызДеректер арнасын оқыңыз
ЖОҚВВАЛИДBALALАРВАЛИДЖарамсыз
ҚАУІПАқылдыНАНДӘЛДАЙЫН
AWADDRWDATABRESPARADDRRDATA
AWPROTWSTRBARPROTRESESP

[16]

Сондай-ақ қараңыз

Әдебиеттер тізімі

  1. ^ «AMBA | Құжаттама». Arm Holdings.
  2. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 109–118 бб. Алынған 5 шілде 2019.
  3. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 23-24 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  4. ^ «AMBA AXI4 интерфейс хаттамасы». www.xilinx.com. Xilinx Inc.
  5. ^ «AXI4 IP». www.xilinx.com. Xilinx Inc.
  6. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 37-38 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  7. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 22-23 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  8. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 40. Алынған 5 шілде 2019.
  9. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 38. Алынған 5 шілде 2019.
  10. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 28-34 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  11. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 22. Алынған 5 шілде 2019.
  12. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 45-47 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  13. ^ а б Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 44. Алынған 5 шілде 2019.
  14. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. 121–128 бет. Алынған 5 шілде 2019.
  15. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 124. Алынған 5 шілде 2019.
  16. ^ Arm Holdings. «AMBA AXI және ACE протоколдарының сипаттамасы» (PDF). developer.arm.com. б. 122. Алынған 5 шілде 2019.

Сыртқы сілтемелер