AXI總線學習連載（7）

魯迅曾經說過：

學硬體，不是學哪里查哪里，有一些東西是必須系統的學的，不管是嵌入式還是FPGA,硬體學習的積累一定要是系統的，

我也曾經說過：

英文手冊非常重要，這是學習硬體標準的不二法門，沒有捷徑，我們這一行可以不說英語，英語也可以像我和我某些同事一樣口語富有鄉土氣息，但是一定要能熟練看，內心看，做閱讀理解一樣看

跟著這篇博客，慢慢學習，對著官方檔案，不僅可以學會這個協議，更能夠學會硬體學習的方法，所謂舉一反三，（我說的比魯迅還多）

好了既然是axi，那么這么說，只要你使用arm架構的芯片，arm和fpga（pl 可編程邏輯）部分通信，或者外部設備通信，你都會用上這個協議，所以一起來學習，打工人！就該把自己的時間全部放在上面

好了不廢話了，一起來探索吧！

不要厭煩枯燥，理論學習是在實踐之前的必經程序，當學習完axi原型后，我也會專門貼出來一個axi協議使用開發的詳細詳細詳細的n次方的介面決議，請學習程序中不要放棄，不要覺得枯燥！！ （其實說給自己聽的）

qq：2198187857 這里放出來一下，就是希望朋友們指導，有不足的地方批評教育一下，作為新手，還是很認真在學習

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上一個連載學習了burst size 和burst length 回憶一下，我們知道再一次burst的程序里，burst size 實際上是資料總線位寬，burst length 是拍數，兩個的乘積就是資料的總量，但是資料總量不能超過4KB的

容量，

好了現在這一次我們學習burst size 和burst address

在AXI原型當中有三種型別的burst ，我們一個一個認識

還是放出官方的英語注解進行決議

第一種叫做fixed burst機制，這時候每一次都是重復的往這一個地址寫東西，這個很好理解，這個其實就是FIFO的作用，往一個地址的地方重復的寫入，這個很簡單

第二種就是我們說的增長burst機制，顧名思義，這個方式是每一次傳輸都在上一次傳輸地址的基礎上增長，地址到底增長多少取決于burst size ，其實就是要是burst size每次增加

多少個位元組相應的做出變化，官方做了一個實體，假設每一次傳輸的burst size 都是32位即4個位元組，由于是位元組編址，所以下一次的傳輸地址會增加4，但是要記住地址通道

其實只傳輸首地址，至于后續地址怎么變化，其實就是取決于burst type，

這種方式，其實常用于一般的存盤單元的有序訪問，比如ram讀寫什么的

接下來傾斜模式，這個翻譯對不對我也不知道，就這么叫吧，反正也是英文用的多，其實這個機制和剛才增長機制很像，除了一點不同就是當寫到最高地址的時候

又回到了最開始的最低起始地址，當然有如下的要求

在wrapping模式里有以下的約束

開始地址必須和這個傳輸的burst size對齊，什么叫做對齊，其實就是，你存的資料是多少位，就必須給夠，假設burst size 是32 那么第一次地址為0 則下一個為4

在下一個是8.這樣堆積起來，自己可以畫一個圖看看，

第二個就是burst length 必須是2，4，8，16

其實就是不超過4KB的一個保證而已，

對于這種wrap的burst 有以下表現

常常最低地址是用來對齊這個最開始的burst size的，所以接下來的傳輸，如果我們要的到這種burst邊界在哪里，我們可以想，burst size 決定了每一次需要占據

多少地址的位元組，那么burst size 就表示單次transfer有多少個位元組，然后乘以這個burst length 就是整個burst有多少位元組，這樣一來就知道了最后一個位元組地址是

多少了，那么這個位元組就是邊界了，

在每一次傳輸之后，地址都會增長，按照incr模式一樣，只是需要對齊，但是注意上限，如果有一次增長地址變成了邊界地址加上burst size接下來則會傾斜回原來的

邊界地址，

這種機制常常用來為cache 的訪問，

當然在我們地址通道內肯定會需要一個信號先表示這種機制，所以如圖

AXBURST 代表ARBURST 和AWBURST

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在介紹burst address之前我們必須要復習下我們學過的三個表示burst的指標

1.burst size 資料總線寬度

2,burst length 一次burst 一共多少拍

3,burst size 代表讀寫的方式，有三種方式可以選擇

對應的信號線分別是

AXSIZE

AXLEN

AXBURST 請注意這些都是地址通道內部的控制信號，

下面開始介紹burst address 其實burst address是很多術語組成的用來決定這個burst當中涉及的地址和位元組傳輸數，類似幾個計算公式

第一個是起始地址 是由主設備發送的

第二個Number_bytes 每一次transfer中位元組的最大數，其實和burst size差不多

第三個是每次傳輸的位元組通路的個數，這個比較繞，其實就是說資料總線上有幾個位元組是用來傳資料的

第四個對齊地址 也就是每一次傳輸，地址都按照對齊的方式，舉個例子就是挨個挨個放好，畫個圖

靈魂畫手作圖，

第五個 burst length 就是burst內有多少拍

第六個 address_n 這個好理解就是第幾次傳輸的地址，n如果是1就是第一次傳輸的地址

第七個 wrap_boundary 在一次wrap傳輸的最低的那個地址

第八個 lower_byte_lane 這個不好理解，其實這個就是說因為每次傳輸都是很多位，然后除以八就是位元組，最低八位每次占據的地址，就是 lower_byte_lane

第九個upper_byte_lane 這個很像前面的，每次傳輸都是很多位，所以除以8就是多少個位元組，這個表示最高的八位每一次傳輸所要去的地址

最后一個就是四舍五入的意思，int（x）就是代表對x四舍五入

好了光說不練假把式

現在我們開始一個實戰！！！！把我們設計要用的真實量和這些概念合在一起

1.start_address=AXADDR 這個好理解其實就是AXADDR傳遞都是當前burst 的首個地址

2.number_bytes=2^AXSIZE 這個需要把表格拿出來，我們說的burst size 是指資料總線有多少個位元組寬，但是對于AXSIZE是表示他的信號線是有區別的，其實是2^AXSIZE=burst size

我再把上一連載圖放出來，你就知道了，這么說來就知道了，根據剛才的講解number_bytes就是說資料總線上有多少位元組，所以我之前說其實就是burst size，

3.burst _length 同樣的是AXLEN+1

4.

這是對齊地址，其實就是對齊方式傳輸的地址，即每一次增加多少，這個其實沒有必要按照這個計算，就按照我畫的圖來繼續，圖上這個公式

其實是從任意其實開始算，我們還是用剛才的圖，假設start_address是5，然后burst size 就是number bytes是1（傳一個位元組），那么算下來

就是5，如果burst size 是16那么如果要對齊起始地址就是0；

用這么圖去演算就可以，

5.Address_1=start_ADDRESS

第一次傳輸的地址就是起始地址嘛

6. 對一次增長burst和傾斜wrap，當還在地址增長階段，就是說地址還沒有回去的時候，這個公式決定了，第N

次傳輸地址是多少

ADDRESS_N=Aligned_Address+(N-1)xnumber_bytes其實就是其實的那個地址加上經過了傳輸多少個

位元組,因為每一個位元組就是一次地址加

7.對于一次wrap burst ，這個warp_boundary 按照如下定義

這個算起來太麻煩了，，，所以還是記住，還是按照我這個圖算吧，，，你每次穿多少位元組，burst length是多少

然后burst size 是多少，按照位元組一個一個加吧，，，，，這個真的太麻煩了，，，，，驗證一下起始結果是對的

好了 接下來的量其實都是很好推算的，只要清楚了概念，我就把剩余幾個放在這里

其實我在使用這個訪問cache的時候其實沒有這么復雜，按照size length 還有總量一次次去算就可以了，不用太在意，

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接下來我會手工打一個書上的偽代碼，表示的是資料transfer的邏輯，并且附上注釋

//data transfer

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data transfer(start_addr,number_bytes,burst_length,data_bus_bytes,mode.iswrite) 這一句其物體現整個transfer其實是受控于其中幾個變數的，這些都是我們熟悉的

//這里兩個我們需要注意下，mode其實是burst type

//iswrite是讀寫模式 true代表寫模式，false代表讀模式

assert mode in {fixed，wrap，incr} //這里是確定burst type

addr=start_addr//給起始地址

aligened_address=(int(addr/number_bytes)*number_bytes)//如果用對齊傳輸，則用這個作為起始地址

aligned=（aligened_address==addr）這個是判定條件，如果addr等于對齊地址則代表原來傳輸本來就是對齊，如果不等于則原來傳輸不是對齊，建議調整為對齊

dtsize=number_bytes*burst_length//代表一個burst內總的資料量單位是位元組哈注意一下

if mode==warp then//這個情況是如果是wrap模式，接下來就需要低邊界和高邊界

lower_wrap_boundary=int(addr/dtsize)*number_bytes//這個看前面的表格，如果起始地址是0就直接為0

upper_wrap_boudary=lower_wrap_boundary+dtsize//這個好理解，全部位元組如果都裝滿了就到了上邊界

for n=1toburst_length //這表示第一次到第n次傳輸的回圈

lower_byte_lane=addr-(int(addr/data_bus_bytes))*data_bus_bytes//這個很簡單起始就是指每一次transfer最低位元組所去的地址

if aligned then

upper_byte_lane=lower_byte_lane+number_bytes-1//這個更好理解了，對齊方式最高位元組，就按照遞增往上走就可以了，這是對齊模式

else//如果不是對齊模式，其實也不建議這么用

upper_lane_=aligned_address+number_bytes-1-(int(addr/data_bus_bytes))*data_bus_bytes//真不建議用不對齊的方式，，很混亂

//perform data transfer 好了確定了地址，但是還要說明這個地址是讀的還是寫的

好了后面的偽代碼就沒什么意思了，就是設定是讀還是寫，其實這些都在配置界面，創建ip核的時候會寫好，但是

我們需要對此理解之后，往上面加我們自己的邏輯

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今天干貨滿滿了，這就完完全全決議清楚了所有地址和地址控制信號了，接下來就是真正的讀和寫資料通道

我們會更細致理解transcation transfer 還有這個burst 還有對齊和非對齊

如果有遺忘回頭來看就是了，一定記住，記住原理是最重要的，這是我們設計的基本功

！！！！！

強調一次，如果是設計一定要學好這節，地址通道的安排非常重要，雖然現在eda工具已經不需要我們自己寫這個介面，但是我們會在這個介面基礎上去

寫各種新的邏輯，所以如果你想完全掌握你所寫的axi介面的ip核 是必備的！！！！！！

今天九點15 昨晚肝到三點，今天打一把戰地就休息了，好好的學習真知識，少內卷，安安心心追求真知就好

晚安！明天見!