[发明专利]一种内置交点队列的异步AXI总线结构

摘要

本发明公开了一种内置交点队列的异步AXI总线结构，包括AXI总线结构和交点队列通信结构；AXI总线结构中包括5个通道写地址通道、写数据通道、写返回通道、读地址通道和读数据通道；交点队列通信结构满足AXI总线协议，内置于通信结构中，实现核间通信；主设备与主设备通信采用交点队列通信结构；写地址、写数据、写返回通道组成一次写操作，读地址通道、读数据通道组成一次读操作。本发明的结构可减少资源消耗，实现主设备全并行工作，提高并行性；采用交点队列型结构，打破了片上通信网络性能瓶颈－握手闭环，实现了低延迟的通信功能；交点队列采用异步FIFO实现，实现局部同步、整体异步方式。

主权项

一种内置交点队列的异步AXI总线结构，其特征是，包括AXI总线结构和交点队列通信结构；AXI总线结构中包括5个通道：写地址通道、写数据通道、写返回通道、读地址通道和读数据通道；5个通道之间相互独立，有各自的握手信号，数据交换通过ID号区别；交点队列通信结构满足AXI总线协议，内置于通信结构中，实现核间通信；主设备与主设备通信采用交点队列通信结构，在主设备之间置入一个FIFO缓存队列，实行全并行通信；主设备与从设备之间和主设备与主设备之间均存在数据传输交换；写地址、写数据、写返回通道组成一次写操作，读地址通道、读数据通道组成一次读操作；写数据通道中包含一比较单元，比较单元中包含两个地址一一对应的寄存器堆，一个用于存储写地址通道译码的结果供写数据通道使用；另一个用于产生有效标记位，标记寄存器堆中的数据为有效数据；主设备与从设备之间的数据传输步骤为：首先，写地址通道请求写地址总线，当主设备接口的地址有效时，主设备接口对应的写地址译码器根据地址，路由至相对应的通道，判定此写地址通道是否处于忙状态，若接收请求，则发出响应信号，握手成功，将对应的地址存入该通道中的FIFO缓存队列中，若处于忙状态，则不响应请求，地址一直挂在总线上等待响应；在响应地址请求的同时，根据写地址ID号的信息，将此ID号对应的路由结果存入比较单元中，记录此ID号对应的路由信息，用于写数据通道的路由；当地址存入对应写地址通道中的虚拟通道后，虚拟通道有数据时，就向对应的目的地请求总线，总线仲裁器仲裁选择响应一路请求，当目的从设备响应一路写地址请求时，一次地址传输完成；其次，当主设备完成地址握手后，写数据请求总线；写数据请求总线后，通过写数据ID号，取出比较单元中寄存的路由信息，找出写数据的目的地；从比较单元取出路由信息的同时，取出一个有效标记位，标记此信息的有效性，只有当写地址通道握手成功后，写数据通道取出的路由信息才有效，写数据通道只在此标记位有效时才发出响应信号；当写数据传输至目的地写数据通道的虚拟通道后，虚拟通道有数据时，就向对应的目的从设备请求总线，多个请求一个从设备时，仲裁器仲裁，直到写数据ID号与从设备接口中寄存的写地址ID号匹配后，响应此写数据通道的写数据请求，开始接收写数据；再次，当写数据完成传输成功后，从设备向主设备返回一写返回信息，写返回信号通过写返回通道返回给主设备。