AXI4-Stream协议总结与分析

一、协议介绍

1、AXI4_Stream：适用于高速数据流，去掉了地址项，允许无限制的数据突发传输。除了总线时钟和总线复位，其他的接口信号都是以字母T开头。

2、信号接口描述：

（1）、ACLK---------时钟源-----全局时钟信号，所有信号在主时钟信号的上升沿采样。

（2）、ARESETN------复位------低电平有效。

（3）、Tvalid-------主机数据有效信号，（区别AXI4、AXI4-Lite，AXI4_Stream去掉了地址项），由主机发出，高速从机发出的数据有效。源为master。

（4）、Tdata[31:0]--主机发出的数据，数据宽度可选，32/64/1278/256 bit。源位master。

（5）、Tkeep[3:0]---字节修饰符，用于表明Tdata相关字节的内容是否为有效数据，未被Tkeep位确认的字节为空字节，视为无关字节，可以从字节流中去除。源为master。

（6）、Tlast--------主机通知从机这时最后一个数据，即为数据包的边界。源为master。

（7）、Tid---------由主机发出，Identity标识符，在存在多个stream数据传输时起作用，用于识别不同的数据流。源为master。

（8）、Tready------从机发出的接收准备好信号。

二、通信机制

  最重要的就是牢记只有 Tvalid & Tready == 1 时才能开始数据传输，Valid信号由数据传输源产生，Ready信号由目的源产生（来自米联客book，这句话总结的太经典了，因为在其他的AXI4总线进行数据读取时，主机也会产生Rready信号）。

   因为AXI4-stream去掉了地址线（依靠Tid进行数据流识别）,不涉及数据的读写通信，仅涉及简单的发送与接收，减少了传输延时。

三、举例说明

 

  reg [31:0]S_AXIS_tdata;//发送数据
  reg  S_AXIS_tlast;  //突发传输的结尾
  reg S_AXIS_tvalid;  //本次传输有效
  wire FCLK_CLK0; //传输时钟
  wire s_axis_aclk;
  wire s_axis_aresetn;
  wire [3:0]S_AXIS_tkeep;//4个byte皆有效
  wire S_AXIS_tready; //接收来自从机的ready信号
  wire [0:0]gpio_rtl_tri_o;
  wire [0:0]peripheral_aresetn;
  reg [1:0] state;//状态机
  
assign S_AXIS_tkeep = 4'b1111;  
assign s_axis_aclk =  FCLK_CLK0;
assign s_axis_aresetn = peripheral_aresetn;
  
always@(posedge FCLK_CLK0)
   begin
       if(!peripheral_aresetn) begin
           S_AXIS_tvalid <= 1'b0;
           S_AXIS_tdata <= 32'd0;
           S_AXIS_tlast <= 1'b0;
           state <=0;
       end
       else begin
          case(state)
            0: begin   //等待允许发送且接收到来自从机的ready信号
                if(gpio_rtl_tri_o&& S_AXIS_tready) begin
                   S_AXIS_tvalid <= 1'b1;   //主机PL将valid位置一
                   state <= 1;
                end
                else begin
                   S_AXIS_tvalid <= 1'b0;
                   state <= 0;
                end
              end
            1:begin    //如果从机准备好，开始数据发送
                 if(S_AXIS_tready) begin
                     S_AXIS_tdata <= S_AXIS_tdata + 1'b1;
                     if(S_AXIS_tdata == 16'd510) begin  //发送完第511个数据之后置位last信号
                        S_AXIS_tlast <= 1'b1;
                        state <= 2;
                     end
                     else begin
                        S_AXIS_tlast <= 1'b0;
                        state <= 1;
                     end
                 end
                 else begin
                    S_AXIS_tdata <= S_AXIS_tdata;                   
                    state <= 1;
                 end
              end       
            2:begin  //等待从机接收完毕，准备下一次船传输
                 if(!S_AXIS_tready) begin
                    S_AXIS_tvalid <= 1'b1;
                    S_AXIS_tlast <= 1'b1;
                    S_AXIS_tdata <= S_AXIS_tdata;
                    state <= 2;
                 end
                 else begin
                    S_AXIS_tvalid <= 1'b0;
                    S_AXIS_tlast <= 1'b0;
                    S_AXIS_tdata <= 32'd0;
                    state <= 0;
                 end
              end
           default: state <=0;
           endcase
       end              
   end