[发明专利]AXI互联总线的扩展方法

摘要

本发明公开了一种AXI互联总线的扩展方法，用于解决现有总线扩展方法复杂的技术问题。技术方案是由总线互联结构对称地对ID tag进行扩展和维护，在互联总线内部使用扩展的ID tag完成路由、仲裁、解码操作，同时设置扩展和维护ID tag的RAM表完成outstanding操作过程ID tag的扩展和维护，而Master设备端仅有固定唯一ID tag标识，不可扩展或别名，Master/Salve设备端仅使用此唯一ID tag进行通信，降低Master设备端设计难度，降低系统级设计复杂度和开销，同时在互联结构内增加ID tag扩展使用配置选项，达到和之前由Master维护ID tag扩展设计的IP兼用。

主权项

1.一种AXI互联总线的扩展方法，其特征在于包括以下步骤：Master和Slave设备互联结构采用Crossbar类型，Master和Slave通信ID tag的位宽变化过程:Master设备4bit位宽送到互连结构Master设备接口端，总线互连结构内根据设备规模扩展大于4bit的ID tag，分为读操作流程和写操作流程：读操作流程，步骤1:读地址解码器60组件使用ID tag扩展器30组件对主ID tag进行扩展，ID tag扩展器30组件内设一个8bit计数器，当读操作请求有效时使用当前计数器值作为ID tag扩展位，同时计数器加1作为下次操作请求有效的ID tag扩展位；步骤2:把经ID tag扩展器30组件扩展后的12bit ID tag同Cycle送读地址仲裁器61组件和ID tag暂存比较器32组件，读地址仲裁器61组件根据仲裁把获得读权限的ID tag经ID tag恢复器31组件恢复主从ID tag，主ID tag 4bit送Slave设备，从ID tag 8bit送ID tag合成器33组件暂存做读数据时读数据路由器组件63恢复全ID tag使用；ID tag暂存比较器组件32暂存扩展的全12bit ID tag供读数据仲裁使用；步骤3:Slave端通过读数据路由器组件63送读数据和主4bit ID tag，主ID tag经ID tag合成器组件33和之前暂存的扩展ID tag形成12bit ID tag送读数据仲裁器组件62，读数据仲裁器组件62端使用ID tag暂存比较器32组件对12bit全ID tag进行比较仲裁，若相等则经ID tag恢复器31组件恢复主ID tag 4bit送Master设备，读数据读操作流程结束，清除各组件暂存的ID tag标志；写操作流程，步骤1:写地址解码器64组件使用ID tag扩展器30组件对主ID tag进行扩展，ID tag扩展器30组件内设一个8bit计算器，当写操作请求有效时使用当前计数器值作为ID tag扩展位，同时计数器加1作为下次操作请求有效的ID tag扩展位；步骤2:把经ID tag扩展器30组件扩展后的12bit ID tag同Cycle送写地址仲裁器65组件、ID tag合成器33组件、ID tag暂存比较器32组件暂存，写地址仲裁器65组件根据仲裁把获得写权限的ID tag经ID tag恢复器组件31恢复主从ID tag，主ID tag送Slave设备，同一Cycle写地址仲裁器65组件送ID tag到ID tag暂存比较器32组件、ID tag合成器33组件寄存；步骤3:写地址通道握手完成，写数据通道握手写数据，Master端送主4bit ID tag和写数据到写数据路由器组件66，ID tag通过ID tag合成器33组件和暂存的副ID tag形成12bit ID tag送写数据仲裁器67组件，写数据仲裁器67组件把收到的12bit ID tag经组件ID tag暂存比较器组件32暂存的ID tag进行比较仲裁，若相等则通过ID tag恢复组件31恢复主ID tag和写数据送Slave设备；步骤4:写数据完成，Slave端把主ID tag和写反馈信号送写反馈路由器组件69，主ID tag经ID tag合成器33组件和暂存的扩展ID tag形成12bit ID tag送写反馈仲裁器68组件，ID tag暂存比较器32组件对写反馈路由器69组件送的ID tag和之前暂存ID tag比较仲裁，若相等则通过ID tag恢复器31组件恢复主4bit ID tag送Master设备端，清除各组件暂存的ID tag标志；扩展后的ID tag在互连结构中进行传递、仲裁、路由操作使用，最后通过互联结构恢复成4bit主ID tag送给Slave设备端，同样Slave设备端反馈信号和4bit ID tag送互联总线Slave接口端，互联总线进行查询恢复成多bit ID tag在互连结构中进行传递、仲裁、路由操作使用，再从Master设备接口端恢复成4bit ID tag送给Master设备，Crossbar互联总线节点模块Master接口端依次划分为读地址解码器、读数据仲裁器、写地址解码器、写数据路由器和写反馈仲裁器，Slave接口端依次划分为读地址仲裁器、读数据路由器、写地址仲裁器、写数据仲裁器和写反馈路由器；由于AXI协议多通道、双向信号传输机制，Master接口端与Slave接口端均要负责ID tag扩展、维护和恢复，当Master设备发起读写操作时，ID tag位宽仅且唯一使用4bit标识，进入Crossbar互联总线后，Master接口端使用读写地址解码器根据读写操作类型完成扩展并使用同一个实体即公用一个ID tag扩展计数器以扩展；一块以扩展bit宽度总个数的1bit RAM存储扩展后的ID tag，为减少资源消耗读写扩展ID tag共用存储RAM；若Master发起读操作，读地址解码器扩展并存储ID tag的同时把扩展后ID tag同一时钟周期送读地址仲裁器和读数据仲裁器，读地址仲裁器进行仲裁把获得仲裁权的扩展的ID tag送读数据路由器并存储，此存储采用CAM存储形式，以主ID tag做索引，扩展ID tag部分做存储内容，保证相同主ID tag的Transaction按序访问，由于AXI协议规定相同主ID tag的操作必须有序完成，不同主ID tag乱序完成，此存储特性能够满足同一Master对单一Slave的Overlapping和多Master对单一Slave的Outstanding操作，读数据路由器通过查询存储的ID恢复全ID tag后送读数据仲裁器，读数据仲裁器根据ID tag比较仲裁完成读数据正确返回，读操作完成信号到达依次清除读地址解码器和读地址路由器存储的ID tag；若Master发起写操作，写地址解码器完成ID tag的同时把扩展后的ID tag同一时钟周期送写地址仲裁器、写数据路由器和写反馈路由器，写地址仲裁器根据仲裁机制把获得仲裁权的ID tag同一时钟周期送写数据仲裁器和写反馈仲裁器并存取，此存储形式和机制与读操作的存储机制完全相同，保证Outstanding写操作过程中的写数据和写反馈正常完成，当写操作完成信号产生，依次清除写地址解码器和写地址仲裁器存储的扩展ID tag。