嵌入式技术概述_Avalon总线规范介绍(二).ppt

1、2020/7/25，阿瓦隆总线规范介绍(二)，刘兰军，2020/7/25，2，阿瓦隆总线规范介绍(二)，阿瓦隆主端口传输阿瓦隆管道传输阿瓦隆流量控制传输，2020/7/25，3，阿瓦隆主端口传输，阿瓦隆主端口信号主端口基本读传输主端口基本写传输主端口等待周期，设置时间和保持时间属性，2020年7月25日，4，阿瓦隆主端口传输， 主端口发送公共信号：1)等待请求信号2)地址信号2)读数据和写数据信号3)读和写信号4)字节信号，主端口输入信号以等待请求信号为准。 主端口仅提供与主端口数据宽度的字边界对齐的地址：例如，32位主端口仅提供与4字节边界对齐的地址：0 x00、0 x04、0 x08访问字

2、中的特定字节，并采用字节信号。信号宽度必须是同时使用的8、16、32、64、128、256、512和1024，并且宽度必须相同。指示主端口何时开始新的读写传输的信号可以被持续保持，指示主端口访问的特定字节段超过8位，2020/7/25，5，32位主端口字节表信号，阿瓦隆主端口传输，每个字节表对应一个写数据字节段，2020/7/25，6，阿瓦隆主端口传输，阿瓦隆主端口信号主端口基本读传输主端口基本写传输主端口等待周期，设置时间，保持时间属性，2020 Avalon主端口传输，主端口基本读取传输由主外设发起，数据单元从Avalon交换架构传输到主端口。 传输在一个时钟周期内完成。第一个周期从clk

3、的上升沿开始。(b)主端口发出有效地址、字节和读信号。(c)在第一个周期从Avalon交换架构返回有效的读数据。主端口在下一个clk的上升沿捕获读数据，并使所有输出无效。主端口的读传输结束。下一个周期可能会开始另一次传输。waitrequest信号无效，2020/7/25，8，(A)第一个周期从clk的上升沿开始。(b)主端口发出有效地址、字节和读信号。Avalon交换架构在clk的下一个上升沿断言waitrequest。(d)主端口在clk的上升沿接受waitrequest。这个时期被称为等待期。(e)只要waitrequest有效，主端口就保持其所有输出不变。阿瓦隆交换架构返回有效的读数据

4、。阿瓦隆交换架构将waitrequest设置为无效。(h)主端口在下一个clk的上升沿捕获readdata，并使其所有输出无效。读取传输结束。下一个周期可能会开始另一次传输。主端口读传输有等待周期，Avalon交换结构使用waitrequest信号暂停主端口，2020/7/25，9，Avalon主端口传输，Avalon主端口信号基本读传输，主端口基本写传输，等待周期，设置时间，主端口的保持时间属性，2020/7/25，10，Avalon主端口传输，主端口基本写传输，2020/7/25，11，(A)写传输从clk的上升沿开始。(b)主端口发出有效地址、字节、写数据和写信号。(waitreques

5、t在clk的上升沿无效，因此写传输结束。在下一个周期中，下一次传输可能开始。主端口基本写传输，waitrequest信号无效，2020/7/25，12，(A)第一个周期从clk的上升沿开始。主端口发出有效地址、写数据和写信号。waitrequest在clk的上升沿置位，因此该周期成为第一个等待周期。主端口保持所有输出不变。(4)wait request在clk的上升沿再次置位，因此该周期成为第二个等待周期。主端口保持所有输出不变。(5)Avalon交换架构将waitrequest设置为无效。(waitrequest在clk的上升沿无效，因此主端口使所有输出无效，写传输结束。另一个读或写传输可以

6、在下一个周期开始。主端口写传输有等待周期，Avalon交换结构使用等待请求信号暂停主端口，2020/7/25，13，Avalon主端口传输，Avalon主端口信号主端口基本读传输主端口基本写传输主端口等待周期，设置时间，保持时间属性，2020/7/25，14，Avalon主端口传输，主端口的等待周期，设置时间，保持时间属性等待周期：Avalon主端口使用等待请求信号接受Avalon交换结构的不确定等待周期。阿瓦隆主端口被动支持可变等待周期，而主端口不支持固定等待周期设置时间和保持时间：阿瓦隆主端口不使用设置和保持时间属性。如果目标从外设具有设置和/或保持时间属性，Avalon交换架构管理主从端

7、口对的信号时序转换。2020/7/25/15，阿瓦隆总线规范介绍(二)，阿瓦隆主端口传输阿瓦隆管道传输阿瓦隆流量控制传输，2020/7/25/16，阿瓦隆管道传输阿瓦隆管道传输可以增加阿瓦隆总线带宽3360 1)传输应答器：首次访问时需要几个周期才能返回数据。2)传输发起者：端口可以在最后一次传输的读数据返回之前开始新的传输。阿瓦隆流水线传输只涉及流水线读传输，2020/7/25，17，阿瓦隆流水线传输，阿瓦隆流水线传输的传输阶段划分和各阶段持续时间地址阶段：决定端口吞吐量，用等待周期描述数据阶段：反映第一个数据单元的返回时间，用流水线延迟描述，2020/7/25，18，阿瓦隆流水线传输，阿瓦

8、隆流水线传输从端口流水线读传输主端口流水线读传输，固定延迟的从端口流水线读传输，可变延迟的从端口流水线读传输， 2020/7/25，19，Avalon管道传输，Avalon管道传输从端口管道读取传输主端口管道读取传输，具有固定延迟的从端口管道读取传输和具有可变延迟的从端口管道读取传输，2020/7/25，20。 阿瓦隆交换架构通过提供新传输的地址级的芯片选择、读取和地址信号来启动读取传输。(b)将waitrequest从端口设置为有效，并在Avalon交换架构中保持芯片选择、读取和地址不变。(c)从端口在clk上升沿使waitrequest无效，并捕获地址。地址阶段结束，数据阶段开始。第一个延

9、迟周期在clk的上升沿结束。(e)第二延迟周期在clk的上升沿结束。从端口提供有效的读数据，传输结束。该clk的上升沿也标志着新的读传输的开始。(六)阿瓦隆交换架构发出新传输的地址、读取和芯片选择信号。阿瓦隆交换结构在下一个周期前一次传输的数据返回之前启动另一次读取传输。阿瓦隆交换架构在两个延迟周期后捕获读数据。(1)Avalon交换架构在两个延迟周期后捕获读数据。等待周期：支持固定等待周期或可变等待周期，通过waitrequest信号实现，流水线延迟：设置固定延迟周期数，2020/7/25/21，Avalon流水线传输，Avalon流水线传输从端口流水线读取传输主端口流水线读取传输，从端口流

10、水线读取传输固定延迟，从端口流水线读取传输可变延迟，2020/7/25，22，(A) Avalon交换架构发出地址、读取和芯片选择信号，启动读取传输。Waitrequest无效，地址1在clk的上升沿被捕获。Waitrequest无效，地址2在clk的上升沿捕获。从端口已达到允许的最大未决传输数。从外设在下一个clk的上升沿之前断言waitrequest，这将阻止Avalon开关架构发送地址、读取和芯片选择信号。(e)外设驱动有效readdata (data1)并设置readdatavalid以完成暂停传输的第一个数据阶段。外部waitrequest设置无效，因为它可以在clk的下一个上升沿接

11、受另一个挂起的传输。(F) Avalon开关架构在clk上升沿捕获数据1。地址3在clk上升沿从外设获取。(G) readdatavalid有效，Avalon开关架构在clk上升沿捕获数据2。Avalon交换架构发布地址、读取和芯片选择以及外设获取地址4。(H) readdatavalid有效，Avalon开关架构在clk上升沿捕获数据3。Avalon交换架构发布地址、读取和芯片选择，外设获取地址5。(I) readdatavalid有效，Avalon开关架构在clk上升沿捕获数据4。Avalon交换架构将chipselect设置为无效，从而结束传输队列。(readdatavalid无效，Av

12、alon开关架构不会在该clk的上升沿捕获数据。(K) Avalon交换架构在clk的上升沿捕获数据5，并完成最后一次未决读传输的数据阶段。数据阶段的可变延迟由readdatavalid信号实现，从端口流水线以可变延迟读取传输：地址阶段不支持固定等待周期，而只支持可变等待周期。其他限制：不能使用建立时间和保持时间属性，也不能使用三态属性。2020年7月25日7月25、23日，阿瓦隆管道传输，阿瓦隆管道传输要注意两个问题：1)管道从端口只能处理有限数量的待传输，根据从端口的传输FIFO容量可以暂停，从端口可以通过发送waitrequest信号暂停新的传输，防止数据溢出；2) Avalon交换架构

13、可以在从外设处理未决读传输时启动从端口写传输。如果外设不能处理它，它必须发送一个waitrequest信号；如果从外围设备接受对挂起的读传输的相同地址的写传输，挂起的读传输的值取决于外围设备的逻辑设计。2020/7/25，24，Avalon流水线传输，来自端口的Avalon流水线读传输，来自主端口的流水线读传输，具有固定延迟的从流水线读传输，具有可变延迟的从流水线读传输，2020/7/25，25，(A)主端口在新的传输地址级提供地址和读信号以启动读传输，(B) Avalon (C) Avalon交换结构使waitrequest无效，并在clk的上升沿捕获地址。readdatavalid无效，主

14、端口不捕获readdata。(四)Avalon交换架构在clk上升沿捕获一个新地址。readdatavalid无效，主端口不捕获readdata。阿瓦隆交换架构在clk上升沿捕获地址。readdatavalid有效，主端口捕获有效的readdata。(readdatavalid无效，主端口不捕获readdata。(readdatavalid无效，主端口不捕获readdata。(readdata valid有效，主端口捕获有效的读取数据。主端口提供新传输的地址和读信号。同时，刷新信号被置位，不必要的未决传输被忽略(readdatavalid无效，主端口不捕获readdata。Avalon交换结构

15、由于来自主端口的刷新信号而清空所有未决的传输。阿瓦隆交换架构捕获新地址。(readdata valid有效，主端口捕获有效的读取数据。目前没有挂起的传输。阿瓦隆交换结构发送等待请求信号以暂停主端口上的新读传输，阿瓦隆交换结构通过数据有效信号指示有效数据已准备好，主端口通过清除信号忽略未决读传输，并清除流水线直到新读传输，2020/7/25/26，阿瓦隆总线规范介绍(二)，阿瓦隆主端口传输阿瓦隆流水线传输阿瓦隆流控制传输，2020/7/25，27，阿瓦隆流控制传输， 流控制传输的优点简化了逻辑设计：主端口不需要反复查询从端口来确定从端口是否准备好传输，减少了带宽开销； 仅当从端口准备好时，从端口传输允许从端口控制与非智能主端口的通信的数据流；非智能主端口无条件连续发起传输，流量控制的局限性：1)主从端口对的两个端口都必须使用流量控制；2)流量控制不能用于阿瓦隆三态端口2020/7/25，28、阿瓦隆流量控制传输、带流量控制的从端口传输(读传输、写传输)和带流量控制的主端口传输，2020/7/25，2020。具有流量控制的从端口发送从端口流量控制信号：readyfordata:从端口发送，准备接受写传输数据可用：从端口发送，准备为读传输提