[发明专利]先进可扩展接口总线以及相应的数据传输方法

说明书

技术领域

本发明涉及通信技术领域，具体涉及一种先进可扩展接口(AXI，AdvancedeXtensible Interface)总线以及相应的数据传输方法。

背景技术

先进可扩展接口(AXI，Advanced eXtensible Interface)是适用于高速深亚微米集成电路的互联的高性能系统总线。AXI协议架构如图1a所示，AXI传输基于五个传输通道进行，在上层协议看来，AXI是将传输按方向分为五种包(Packet)，分别为读操作的读请求包(AR，Address Read)、读数据及应答包(R，Read)和写操作的写请求包(AW，Address Write)、写数据包(W，Write)、写应答包(B，Back)，其中AR包、AW包、W包为主设备(Master)发送给从设备(Slave)，R包及B包为从设备返回给主设备的包。AXI的典型读操作由一个AR和若干的R组成，AXI的典型写操作由一个AW、若干的W和一个B组成。一次传输由多个包组成，并以相同的设备标识(ID，IDentity)号作为标记。其中各种包之间的依赖性很小，没有固定的相位关系，因此支持高效率的挂起传输(Outstanding)，即主设备或从设备都可以存在若干激活(Active)但未完成的操作，并通过ID进行顺序控制。

AXI总线除了点对点的主设备和从设备连接外，还被搭建为各种复杂的片内总线结构，包括共享总线结构(Shared Bus)、全交叉的总线结构(Crossbar)等拓扑类型，以完成多个主设备和多个从设备在片内的互联。

参见图1b，该图为现有的全交叉的总线结构的示意图，从图1b中可以看出，在该总线结构中，每个主设备都与所有的从设备具有连接关系，所以只要同时闭合多个交叉节点(Crosspoint)，多个不同的主设备和从设备间就可以同时传输数据，使得所有端口可以同时线速交换数据。其中，AXI总线信号线的数量为一组AXI连接的信号线数量、主设备端口数量和从设备端口数量三者之间的乘积。当端口数量线性增加的同时，信号线的数量是以二次方增长。而AXI总线本身多通道特性也决定了其一组信号线的数量非常多(约300根)，所以，一个3x3的全交叉的总线结构将会有2700根AXI信号线，而4x4的全交叉的总线结构则有4800根AXI信号线。

在对现有技术的研究和实践过程中，本发明的发明人发现，在具有较多主设备和从设备的场景下，如果使用现有的全交叉的总线结构来搭建AXI总线的话，信号线的数量将十分庞大，以至于芯片布线时根本无法布通，或者即使能够布通，其走线也将非常长，致使延迟较大，从而导致总线的频率大幅下降，影响总线的性能；另外，该结构的AXI总线的接入和扩展也很困难，而且其路由机制为单一路由结构，容易造成路由阻塞。

发明内容

本发明实施例提供一种AXI总线结构以及相应的数据传输方法，该AXI总线结构复杂度较低，扩展性强，且路由灵活。

一种先进可扩展接口AXI总线，包括：

所述AXI总线为一个N²全循环网状(Mesh)总线结构，包括N×N基本单元，所述基本单元为以2×2的AXI全交叉的总线结构(即2×2的Crossbar)，所述基本单元上包括两个从设备接口和两个主设备接口；所述基本单元上的每一个从设备接口都和另一个基本单元上的一个主设备接口相连，形成第一路径；其中，N为正整数。

一种数据传输方法，包括：

通过基本单元的主设备接口接收主设备发送的数据包；

通过基本单元的从设备接口，利用先进可扩展接口AXI总线将所述数据包发送给目的从设备；

通过基本单元的从设备接口接收所述目的从设备返回的响应包；

其中，所述基本单元为以2×2的AXI全交叉的总线结构，所述AXI总线为利用所述基本单元搭建一个N²全循环网状Mesh总线结构，其中，N为正整数，基本单元的个数为N×N个。

本发明实施例采用以2×2的AXI全交叉的总线结构为基本单元，然后利用该基本单元搭建一个N²全循环Mesh总线结构，由于采用的是N²全循环Mesh总线结构，所以相对于现有的全交叉总线结构而言，布线较少，复杂度较低，而且扩展性也较强，此外，由于该N²全循环Mesh总线结构中的基本单元内部采用的是2×2的AXI全交叉的总线结构，所以可以使得路由机制更为灵活简单，而且由于采用的是多端口结构，所以有利于设置多条路由，以避免路径阻塞所导致的AXI总线堵塞，而且在数据量较大的情况下，还可以利用这多条路由实现分流。