AXI接口协议的类型和特征

AXI全称Advanced eXtensibleInterface，是Xilinx从6系列的FPGA开始引入的一种接口协议，主要描述了主设备和从设备之间的数据传输方式。该协议是AMBA3.0（Advanced Microcontroller Bus Architecture）中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内接口协议。AMBA4.0将其修改升级为AXI4.0，如下图所示。

AXI4.0提供三种类型的接口形式，分别是AXI-4 Memory Map（也称之为AXI-4 Full）、AXI-4 Stream和AXI-4 Lite，三者的特性如下图所示。

AXI-4 Full协议相当于原来的AHB协议，提供高速的系统内部互连通道，可以支持burst模式，主要用于处理器访问存储单元等需要高速数据传输的场合；AXI4-Lite相当于原来的APB协议，主要用于访问一些低速外设；AXI4-Stream接口就像FIFO一样，数据传输的时候不需要地址，而是主从设备直接连续读写数据，主要用于如视频、高速AD、PCIe、DMA接口等需要高速数据传输的场合，跟Xilinx原来的Local Link协议类似。

总体而言，AXI接口协议具有如下特征：

分离的地址/控制、数据相位

使用字节选通，支持非对齐的数据传输

基于burst传输，只需传输首地址

读、写数据通道分离，能提供低功耗DMA

支持多种寻址方式

支持乱序传输

易于添加寄存器级来进行时序收敛

AXI并非总线（Bus），总线是如下图所示的数据传输和互联方式，而AXI是点对点（Point-to-point）的主从接口协议。当多个外设需要互相交互数据时，我们需要加入一个所谓的AXI Interconnect模块（Xilinx提供了这个IP），也就是AXI互联矩阵，作用是提供将一个或多个AXI主设备连接到一个或多个AXI从设备的一种交换机制（有点类似于交换机里面的交换矩阵）。