本文主要介绍AXI Stream总线的端口定义、数据传输流程，以及仿真测试结果。同时介绍AXI Stream Interconnect的使用方法，尤其是路由选择。

1 AXI Stream总线介绍

1.1 AXI Stream总线端口定义

本节主要介绍AXI Stream总线各个端口的定义（从Master的角度看，Slave则相反）

1.时钟和复位

2.写通道

3.读通道

1.2 AXI Stream数据传输流程

1.写数据流程

slave在准备好接收数据后，将tready拉高。master在准备好写数据后，拉高tvalid信号，并给tdata、tkeep和tuser赋值，在传输完最后一帧数据后，拉高tlast信号，本次传输结束。

2.读数据流程

slave在准备好读出数据后拉高tready，接收来自master的tvalid、tdata、tkeep和tuser信号，在接收到tlast信号后，结束本次数据传输。

2 AXI Stream总线测试

本节主要介绍对AXI Stream总线所做的测试和对测试结果的分析。

工程源文件：

AXI Stream总线测试工程

2.1 测试工程说明

为了加深对AXI Stream协议的理解，使用Vivado创建测试工程，测试工程的框图如下图所示。

vio

产生写控制信号，

data_gen

模块按AXI Stream协议的要求生成写控制信号和写数据，写入到

axis_data_fifo

模块中。在写入数据完成后，

vio

产生读控制信号，

data_recv

模块从

axis_data_fifo

模块读出数据。通过

ila

模块监控数据传输过程。

2.1.1 写状态机

状态机复位后处于

idle

状态，在接收到start和tready信号后，进入

ready

状态，拉高tvalid信号，并给tdata、tkeep赋值。在计数器计数到最后一帧数据时，拉高tlast信号，进入

last

状态，在完成最后一帧数据传输后，进入

idle

状态。在tready信号无效后进入

susp

状态，暂停数据传输，在tready信号恢复有效后，数据传输也恢复。

2.1.2 读状态机

状态机复位后处于

idle

状态，在接收到start信号后拉高tready信号，开始接收来自master的tvalid、tdata、tkeep和tuser信号，在接收到tlast信号后，结束本次数据传输。

2.2 测试结果分析

2.2.1 仿真波形

2.2.2 写数据波形图

2.2.3 读数据波形图

3 AXI Stream Interconnect说明

3.1 IP介绍

AXI Stream Interconnect可以将多个AXI Stream通道汇聚成一个，也可以将一个AXI Stream通道发散为多个，尤其是可以通过TDEST的信号选择输入的信号从哪个通道输出，IP的设置界面和输入输出端口如下图所示。

• Arbiter Type
  • Round-Robin：对每个Slave端口采用轮询的方式。
  • Fixed：S00的优先级最高，S01次之，以此类推。
• Arbitrate on TLAST transfer：如果勾选，传输会在上一个通道的所有数据都传输完成后(tlast信号)，才会结束这个通道的传输，开始传输下一个获得仲裁的通道的数据。
• Arbitrate on maximum number of transfers：在传输完设置次数的数据后，switch放弃控制，其它通道可获得传输数据的权限。
• Arbitrate on number of LOW TVALID cycles：如果一个通道获得传输数据的权限，但它传输的次数没到Arbitrate on maximum number of transfers设置的次数，在tvalid信号有指定数量的低电平后，其它通道可获得传输数据的使用权。

• Slave Interface
  • Register Slice：有时序问题时可以使能。
  • Asynchronous Clock：有异步时钟的时候需要使能，使能后会添加时钟转换模块。
  • Clock Ratio：同步时钟设置时钟比例。
  • FIFO Mode：
    • Disabled：无FIFO
    • Normal：正常FIFO，与Register Slice效果一致。
    • Packet：存储完一帧数据(tlast信号)后开始数据传输。
  • FIFO Depth：FIFO深度。

• Connectivity：互联设置
• Routing：路由设置

3.2 IP测试

创建

IP的测试工程

，输入一个信号，通过TDEST信号进行输出通道的选择，仿真结果如下图所示。