AMBA协议规范解析

在FPGA开发过程中，我们常常会用到一些IP厂商提供的集成化模块IP，通常情况下，这些IP经过了验证，可通过一系列配置后直接使用。为方便广大FPGA开发者、工程师、高校师生和相关企业做定制化开发，同时提高部分功能模块工作性能，集成的IP通常采用业界比较规范的总线协议，完成功能处理和数据传输。目前，常用的IP基本上均提供AXI4、 AXI4-Lite和 AXI4-Stream接口。

AXI（Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，该协议是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0协议中最重要的一部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。2010发布的AMBA4.0包含了AXI的第二个版本AXI4。

AXI4包含3种类型的接口：

(1）AXI4：主要面向高性能地址映射通信的需求；

(2）AXI4-Lite：是一个轻量级的，适用于吞吐量较小的地址映射通信总线；

(3）AXI4-Stream：面向高速流数据传输。

其中，AXI4和AXI4-Lite在Block Design中常用，AXI4-Stream常用作IP接口。

AXI4协议的优势：

（1）高效：通过标准化的AXI接口，开发者只需要学习一种IP核的通讯协议即可；

（ 2）易用：针对具体应用提供合适的接口协议。

AXI4：面向地址映射的接口，在单地址传输的情况下最大允许256个时钟周期的数据突发长度；

AXI4-Lite：一个轻量级的地址映射单次传输接口，占用较少的资源；

AXI4-Stream：去掉了地址传输的功能，允许无限制的数据突发传输，无需考虑地址映射。

（3）易得：标准化的AXI接口协议资源，不仅可以在xilinx官网上获得，也可以在全球范围内ARM的所有合作伙伴处获得。

大量的IP Core支持AXI4协议；

大量的第三方AXI工具可提供多样的系统开发、验证和功能定制。

下面对AMBA协议规范中的AXI4、 AXI4-Lite和 AXI4-Stream进行解析。