AXI总线学习-------从零开始详细学-------------连载（8）读数据通中字节通路，narrow transfer

AXI总线学习连载（8）

鲁迅曾经说过：

学硬件，不是学哪里查哪里，有一些东西是必须系统的学的，不管是嵌入式还是FPGA,硬件学习的积累一定要是系统的。

我也曾经说过：

英文手册非常重要，这是学习硬件标准的不二法门，没有捷径，我们这一行可以不说英语，英语也可以像我和我某些同事一样口语富有乡土气息，但是一定要能熟练看，内心看，做阅读理解一样看

跟着这篇博客，慢慢学习，对着官方文档，不仅可以学会这个协议，更能够学会硬件学习的方法，所谓举一反三。（我说的比鲁迅还多）

好了既然是axi，那么这么说，只要你使用arm架构的芯片，arm和fpga（pl 可编程逻辑）部分通信，或者外部设备通信，你都会用上这个协议。所以一起来学习，打工人！就该把自己的时间全部放在上面

好了不废话了，一起来探索吧！

不要厌烦枯燥，理论学习是在实践之前的必经过程，当学习完axi原型后，我也会专门贴出来一个axi协议使用开发的详细详细详细的n次方的接口解析。请学习过程中不要放弃，不要觉得枯燥！！（其实说给自己听的）

qq：2198187857 这里放出来一下，就是希望朋友们指导，有不足的地方批评教育一下，作为新手，还是很认真在学习

--------------------------------------------------------------分割线-----------------------------------------笨蛋看不见-----------------------------------------

上一个连载我们学习了数据地址通道当中传输方式，包括首地址，对齐地址，burst size burst length等关键概念，其实这些东西就是我们说的读写控制信息和控制信息，上一讲我们细致分析了机制。回过头来我们

定性看，其实不就是规定了，接下来数据往哪个地址写，地址后续怎么变化，然后有加上了一系列的规范限制。

这一个连载我们将要学习，有了这些控制信号以后，读写数据在数据通道内的架构。说白了，前面的连载先学习握手机制，再学习读写地址通道操作，这一次就是读写数据通道的操作。

这个部分可能会持续两到三个连载，主要会讲解，在不同的burst size和burst length 和burst type的约束下，AXI原型在读和写数据总线上是如何进行传输的，并且也向我们展示了混合字方式和不对齐方式传输。

这里有两个新概念什么叫做混合字方式，什么叫做不对齐方式。后续我们会拿出来专门讲解。这个专题大致目标就是如上叙述，包含的流程概念如下：

这四个概念，我也不知道怎么翻译为好，很多书上有不同的叫法，大概就这么叫吧：

write strobes ：叫做写字节通路

narrow TRANSFER：狭窄传输

BYTE invariance ：字节不变性

unaligened transfer：不对齐传输

这四个大概念，就是我们接下来会讲解的，加上刚才说的混合字模式和不对齐方式

mixed-endian 混合字模式

unaligened transfer 不对齐传输

--------------------------------------------------------------分割线-----------------------------------------笨蛋看不见-----------------------------------------

第一个概念 write strobes 写字节通路。

同样先放出官方英文定义，在进行解析，我们可以看见上面出现了三个信号，根据连载2当中给出的信号列表，我们翻回去查阅，这里我就单独拿出来

这两个信号是在写数据通道内（W通道)，先看第一个WDATA很好理解就是写入的数据，第二个WSTRB叫做写选通，这个信号表示的是，在WDATAD的数据哪一些字节是有效的，这就是理解为哪几个八位有效，

后一句翻译就是WSTRB每一位的1，表示WDATA内每一个八位，这里可能还是有点模糊，我们回到第一张图。

第一张图翻译说WSTRB信号如果哪一位是高电平，则代表数据通路上WDATA哪八位是有效。他说的太冗长举个例子。假设WSTRB是1001，则代表WDATA最高八位和最低八位有效。这个类似于mask的效果。

这里指出了，只有WDATA中数据有用，即WVALID高电平，才能够说字节通路开始有用，如果说WVALID为低电平，也就是说数据没有用，则这个时候字节通路即WSTRB可以为任意值，但是建议如果WVALID

为低电平，还是建议WSTRB维持上次的值或是低电平，这个很好理解，从代码风格讲，逻辑更清晰更完善，从电路角度看，WSTRB的所拓扑的电路结构，不存在更多电平变化，对于系统更加稳定。我们知道如果

电路是cmos电路，或者是FinFET型的，电平转换意味着动态功耗大幅增加，如果电路能够维持稳定，则基本保持一个静态工作的模式，更能降低能耗。

--------------------------------------------------------------分割线-----------------------------------------笨蛋看不见-----------------------------------------

第二个概念 narrow transfer

根据官方定义，当主设备发起的一次传输，比总线宽度更窄，其实就是burst size 比总线宽度小，那么地址和控制信息(burst的type size length)决定了到底是哪几位在传，也就是哪几个字节通路在传送

注意在增长和倾斜传输这两者模式里面，每一拍的传送用的是不同的字节通路

在固定模式下，固定了字节通路。

怎么理解这个呢，把官方图拿出来就可以了

其实可以看见WDATA是32位，然后有五次transfer，每次传送8bit，这样说也不详细。

我们看第一次传输，地址总线是32，字节通路选择的是第0到第7位，这时候WSTRB其实是0001，对于第一次传输。

第二次传输，由于是INCR模式，地址从0到4，但是WSTRB其实是0010，所以只有中间第8到第15位的WDATA写进去

第三次地址通路变成0100，第四次1000，第五次0001，所以这个就很好理解什么是NARROW transfer，其实就是，字节通路

存在然后总线上只有一部分是传输的，但是都是字节为单位哈。

还有一个narrow的例子

这个就更好理解了，作为读者思考吧。根据我自己的结论第一次传输wstrb是11110000，第二次00001111，第三次11110000

md，其实我第一次看的时候半天也没弄明白，这里就提示一下！！！这种传输，传输的数据为什么少，是因为字节通路存在，然后和size type length 共同决定的！！！！！

所以再一次强调不要觉得这东西简答，其实很连贯的，总线协议计算机组成原理讲的很简单，这是一个实际的总线，而且是广泛用，当前前沿或者成熟的总线技术，学懂了，就真的

明白什么是总线了，就像都喜欢美女，都知道美女，但是都没有见过，突然有一天，你找了个美女了！你就真懂了。。。。。。

--------------------------------------------------------------分割线-----------------------------------------笨蛋看不见-----------------------------------------

总结

这次讲的两个概念，字节通路，狭窄传输。

这两个其实是互相相关的概念，字节通路是数据通道内的一个开关，狭窄传输是由burst size length type 和字节通路，还有axi总线规则制定的一种transfer方式。

这两个概念一方面是新知识，一方面也是复习前面。好了现在我做一个自我检测习题。用于梳理概念。也当一个中期总结。

首先我们定义一次burst ，机制是incr 起始地址我们就安排在0x0，定义WDATA是32位，那么假设我的wstrb一直在变化

第一拍 1011

第二拍 1100

第三拍 1011

第四拍 0011

然后起始地址0x0 burst size 设置32 ，字节通路已经有了，burst length就是4吧（因为这里就用了四拍），然后传输开始

画一个表格，

画出来就是这样的是不是很简单。但是别忘了记得4kB地址边界，然后tpye不同，造成的对齐影响，还有上一次讲的，我们建议对齐

那么我给一个命题

如果我希望每一次都传一个16位的定点数（好吧这其实就是我现在做的，笔者自己写的一个接口，作为练习去替代这个axi bram controller)

这时候从设备起始就是这个bram,那么bram配置是32位位宽，然后深度1024，有人问不是说传输burst不能超过4kB，你这32bit*1024都多少KB,再一次强调，这是说单次burst不超过4KB

你可以第二次burst 调整起始位置就可以了，在AW通道内改就可以了。

好了继续问题，现在我说了建议对齐传输，这样读取好读取，现在我们知道，数据位宽是32位，但是我只传16，也就是WSTRB是0011了，然后继续，一共16个数，虽然一个32位我每次只用了

16，但是还是耗费了资源，所以其实我这个行为传了32*16也就是64BYTES,并没超过边界4KB，这样我们就有了参数

来统计一下

WDATA 32bit

burst size 4

burst type incr

start 0x0

burst length 16

对了这里补充一下，就是地址增长怎么算，其实我们在嵌入式里面写，其实是用offset 偏移量来表示，比如这里就要偏离4，即第一次地址为0第二次就应该是4，这个其实就是burst size。

好了这样我们就可以开始传数据了。

逻辑就是

AW通道握手完毕，好了传START地址，然后size length type都传过去，分别用AWSIZE AWLEN AWBURST这三个信号线写，记得给这些信号线赋值的时候要注意加不加1，或者减1，

此时 AWSIZE 是4代表四个字节

AWLEN 是1111 提醒一下length=AWLEN+1;!!!!!

AWBURST 01 代表burst类型为增长型

好了这时候控制信息和起始地址完毕，可以开始写W通道了

因为我们size是32位，但是我们其实只需后16位数据，所以W握手开始了，则WSTRB则变成0011

这时候数据在写进来，好了就完成了！！！！撒花!!!!!

当然写完了还需要响应这就之后讲解了。这一次是写数据通道的东西，提醒一下这仅仅是对于写行为，不是读哈！！！读是没有这个字节通路这一说的。所以如果你是不对齐写进去，读起来会

很麻烦呢。。。。。。

最后把这个图画出来，刚才讲的这个传输模式，虽然原理简单，但是涉及的逻辑不简单，然后在编程环节，笔者也花了很多时间，由于工作环境限制，所以就不放细节代码了。

学会了这个逻辑就大胆尝试！这是我的老师告诉我的，不要怕错！错了按着学过的逻辑去调节就好了。

成功的时候是很快乐的呢