AXI協議解析(三）

了解完通道握手的依賴關系，我們再看看傳輸事務的結構。首先看傳輸的地址結構。AXI協議是基於突發（burst）傳輸的。所謂突發傳輸，就是在一次事務中，連續地傳輸多個地址相鄰的數據。一次突發傳輸中可以包含一至多次數據（Transfer）。每個 transfer 因為使用一個周期，又被稱為一拍數據（Beat）。每個數據可以是多個Byte構成。
協議規定，每次突發傳輸的累計地址不能跨4KB邊界。至於為啥是4KB而不是別的數值，這是最初操作系統的問題，以4KB為一個頁（page），對於某些設備而言，跨了4KB邊界可能就是另外一個設備了。
ARLEN用於讀地址通道的突發長度，AWLEN用於寫地址通道的突發長度。下文中AxLEN指ARLEN或AWLEN， x指代R或者W，對於其它信號也類似，以后不再贅述。在AXI3中，對於所有的突發類型，都支持1-16的突發傳輸。AXI4中，INCR類型支持1-256突發傳輸，其它類型依然是1-16。所以對於AXI3來說，AxLEN信號是4bit寬度；而在AXI4中，AxLEN是8bit寬度。一次突發傳輸的長度是AxLEN+1，因此，最小長度就是1了（畢竟0的話沒有任何意義）。
AxSIZE信號指示突發傳輸中的數據位寬。數據位寬不能超過數據總線本身的位寬，而當數據總線位寬大於突發傳輸的位寬時，將根據協議的相關規定，將數據在部分數據線上傳輸。

突發傳輸有以下幾種類型：
FIXED，所有數據都使用起始地址。該模式適合對某個固定地址進行多次數據更新，比如讀寫一個 fifo 時，讀寫地址就是固定的。
INCR，后續數據的地址在初始地址的基礎上進行遞增，遞增幅度與傳輸寬度相同。適合對於RAM 等通過地址映射（mapped memory）的存儲介質進行讀寫操作。
WRAP，首先根據起始地址得到繞回邊界地址與最高地址。當前地址小於最高地址時，WRAP 與 INCR 類型完全相同，地址遞增。但到遞增后的地址到達最高地址后，地址直接回到繞回邊界地址，再進行遞增，就這樣循環往復。最高地址由繞回邊界地址計算得到。這種傳輸類型適用於對緩存行（cache line）的操作。
突發傳輸類型是通過AxBURST信號來指示的，具體參考下圖：

好了，到這里，我們知道了每次突發的起始地址是主機發出的。AxLEN用於指示要傳輸多少次數據（beat）；AxSIZE用於指示每個數據有多少Byte；AxBURST用於指示突發類型，除去首次傳輸的地址，下次傳輸的地址可以根據AxBURST和首地址計算得出。
協議中規定，通信雙方都不能在傳輸事務的所有 Transfer 完成前提前結束。哪怕發生錯誤，也要走完整個傳輸事務的流程。但是主機有辦法減少傳輸的數據。在寫傳輸事務中，發送方可以通過置低所有寫有效位的方式，使得寫數據無效。在讀傳輸事務中，主機可以直接丟棄讀取到的數據。
分析完傳輸的地址結構，再來看看讀寫數據的結構。主要是涉及窄傳輸（Narrow transfers），非對齊傳輸（unaligned transfer）和混合大小端（mixed-endian）傳輸等話題。
WSTRB信號用於指示WDATA中的哪些數據byte是有效的。WSTRB[n] 對應的是WDATA[8n+7:8n]，也就是：當 WSTRB[n] 為 1 時，WDATA[8n+7:8n]有效。
當主機發起的傳輸位寬小於總線寬度時，就是一次窄傳輸。如果是INCR或者WRAP類型，可以每拍（beat）使用不同的字節位置（byte lane），如果是FIXED類型就不可以了。協議中給出了兩個例子，我們看一個就好了，如下圖：

突發長度是5
起始地址0
每次傳輸8bit
數據總線寬度32bit
突發類型是INCR
圖中灰色表示該byte無效，我們可以看到，每次傳輸的有效字節位置是不同的。在窄傳輸中，主機可以調整有效數據的字節位置，以及給出字節有效信號 WSTRB，能夠使從機無需進行數據重組等工作。
AXI中還有一個問題是大小端問題，之前的文章講過什么是大端和小端。其根本不同就是高字節數據存在低地址位還是高地址位。AXI協議定義了一種字節順序不變端序（byte-invariant endianness）方案。
1.無論大端或小端模式，每個數據結構存儲空間的分配方式是相同的
2.該數據結構按照其大端或小端模式決定字節存儲的地址順序
3.在傳輸過程中不考慮數據結構的大小端，按照字節原先存儲的順序，原樣傳輸並存放至對端
AXI 協議支持地址非對齊的傳輸，允許突發傳輸的首字節地址，即起始地址與突發傳輸位寬不對齊。比如，總線位寬為 32bit，也就是4byte，這時要保證對齊，起始地址的最低兩位必須是2‘b00。如果起始地址為 0x1002，則產生了非對齊現象。
主機可以使用低階地址行表示未對齊的起始地址，然后提供一個對齊的地址，並使用字節通道選通信號通知未對齊的起始地址。下面是協議中給出的例子：

看完了數據結構。就剩下讀寫響應結構了。讀寫響應信號分別是RRESP/BRESP，各2bit，總共4種狀態：
OKAY ，常規訪問成功
EXOKAY，獨占（exclusive）訪問成功
SLVERR，從機錯誤，從機接收到了訪問請求，但因為種種原因向主機返回了一個錯誤狀態
DECERR，解碼錯誤，一般由互連（interconnect）組件產生，表示主機發送的傳輸事務地址無效，無法將傳輸事務發送給某個從機。

原文地址：https://mp.weixin.qq.com/s/I8YrDEB5f-B0URGnYl1BYA