一般涉及DDR读写仲裁的控制逻辑需要注意哪些方面

基于vivado2020.1和zcu102开发板(rev1.1)开发项目，工程涉及DDR4(MIG)和PL端多个读写接口交互的问题，通过AXI interconnect进行互联和仲裁(采用默认配置)。一个完整控制周期内(约100ms)，各端口读写情况如下(AWSIZE均为4)。

AXI1：只写入，AWLEN=119，每次写请求共计4320次突发写，完整控制周期内1次读请求

AXI2：读写，ARLEN=35，AWLEN=3，每次读请求共计56-232次突发读，写请求共计192-384次突发写，完整控制周期内读写请求各176次

AXI3：读写，ARLEN=5-6，AWLEN=3，每次读请求共计56-232次突发读，写请求共计192-384次突发写，完整控制周期内读写请求各60次

AXI4：读写，ARLEN=7，AWLEN=127，每次读请求共计320-1152次突发读，写请求共计62-128次突发写，完整控制周期内1次写请求，48次读请求

AXI5：只读，ARLEN=127，每次读请求共计3240次突发读，该模块是HDMI显示模块(1920*1080*3)的输入，频率为60Hz，它的读操作是独立于控制周期的

AXI3与AXI4的读会同时请求相同内存区域的数据，AXI4的写与AXI5的读会访问相同内存区域的数据。

AXI2-AXI4是计算模块的输入输出接口，设计之初默认DDR读写速度远高于计算速度，DDR读写会先于计算完成。因此在设计计算模块控制逻辑的时候，没有考虑ddr读写相关的握手信号。但在实际验证过程中，各通道会随机出现阻塞，因此会导致DDR读写地址乃至控制逻辑的错乱。

经过估算DDR带宽是远高于读写数据带宽的，为了解决这一问题，包括但不限于改变突发长度、调整AXI interconnect仲裁优先级等操作中的哪些会起到作用?

以及，一般涉及DDR读写仲裁的控制逻辑需要注意哪些方面?

注：控制逻辑产生的问题是，以AXI2为例，它的176次读写是分为176个子阶段完成的，阶段1首先读取第1批读数据后，开始对第1批数据进行计算，同时开始读取第2批数据。之前默认读一定快于计算，所以以计算完成作为状态转移的标志，在计算完成后发出第1批数据的写请求后，进入第2阶段的逻辑。在该阶段计算第2批数据的同时，读入第3批数据，并完成第1批数据的写入。同样默认读写一定快于计算，在计算完成后，发出第2批数据的写请求，并进入第3阶段。阻塞会导致读数据晚于计算完成，在此情况下，所有的控制逻辑都会发生错乱，DDR的读写地址将不受预期的控制。

通常如果你多个端口同时访问DDR，就会发生阻塞，你可以通过设置priority的方式(如下图)，设置优先的通道。

并且建议你的optimization strategic设置成 Maximum Performance，提高interconnect本身的时钟频率。

关于 DDR(MIG)，如果你都是地址随机读写的话，并且长度一致的话，DDR效率可以变得很低，这是你的系统设计需要注意的。

有关DDR的效率问题，可以到IP应用的板块进一步咨询。

原文标题：本周一问 | 多AXI通道读写DDR的阻塞问题?

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审核编辑：汤梓红