一、简介
1、AXI 简介
AXI，全称Advanced Extensible Interface，高级可扩展接口，是ARM在AMBA3中推出的核心成员，是现代SOC中实现高带宽、低延迟设备互联的标准接口。
AXI的核心设计理念是通道分离、地址/数据解耦、高效握手，能满足从简单寄存器配置到高速DDR存储的各类通信需求，其主要特点如下所示：
- 分离的地址/控制和数据阶段
- 通过字节选通方式支持非对齐的数据传输
- 使用Burst传输，只需发出起始地址
- 单独的读写数据通道，这可以提供低成本的直接内存访问(DMA)
- 支持发布多个超前地址（outstanding）
- 支持完成乱序事务（out-of-order）
- 易于添加register stage来达到时序收敛
- AXI协议包含实现功耗操作的可选扩展信号
2、AXI 版本
AXI3：在AMBA3中正式推出，定义了读写5个独立的通道，支持突发长度1~16拍，支持事务ID，支持out-of-order乱序完成，性能够用，但是突发长度受限，不适合超高速外设。
AXI4：是目前最主流、最常用的版本，分为3个子集：
- AXI4（Full），突发长度扩展到1~256拍，支持更大的带宽，更高效的存储器访问，主要用在高性能通路上，如DDR，GPU，PCIe，DMA等；
- AXI4-Lite，是一个轻量简化的版本，不支持突发，只能单次读写，接口信号最少，逻辑也最简单，一般用在寄存器配置，UART，I2C等低速外设上；
- AXI4-Stream，没有地址，纯数据流，只负责传输数据，可以无限突发，用于视频、图像、DSP等高速串行数据的传输。
AXI5：在AXI4的基础上增加了安全特性（TrustZone、权限控制、隔离）、QoS优先级，更强的原子操作，更严格的时序和物理层设计，主要面向车规芯片、高端手机SOC、服务器、AI芯片等。
3、AXI 通道
AXI基于Burst传输，定义了五个独立的事务通道：
- 读地址通道
- 读数据通道
- 写地址通道
- 写数据通道
- 写响应通道
五个通道的图示如下：
读/写地址通道携带着控制信息，用于描述传输数据的属性；读数据通道将数据从从机传输到主机；写数据通道将数据从主机传输到从机；并且在写事务中，从机通过写响应通道向主机指示传输完成。五个通道的特点如下所示：
| 通道 | 特点 |
|---|---|
| 读/写地址通道 | 读/写事务都有自己的地址通道,地址通道携带传输事务所需的所有地址和控制信息 |
| 读数据通道 | 读数据通道既携带读数据，也携带Slave端到Master端的读响应信息，包括: 读数据总线:可以是8、16、32、64、128、256、512或1024位宽 读响应信号:表示读事务的完成状态 |
| 写数据通道 | 写数据通道将写数据Master端传输到Slave端，包括: 写数据总线:可以是8、16、32、64、128、256、512或1024位宽 字节选通信号:每8个数据位对应一个字节通道选通信号，指示数据的哪些字节是有效的 写数据通道信息总是作为缓冲处理，这样Master就可以执行写事务，而不需要Slave确认先前的写事务 |
| 写响应通道 | Slave使用写响应通道来响应写事务，所有写事务都需要写响应通道上返回完成信号 对每个突发，完成信号只产生一次，而不是对事务中的每个数据传输都返回一个完成信号 |
没有读响应通道，因为写地址和写数据方向都是主->从，那么需要额外建立一个从->主的通道来响应写入成功。而读地址方向是主->从，读数据方向是从->主，所以不需要额外的通道。需要注意的是，虽然没有读响应通道，但是有读响应信号。