基于软硬件协同仿真的AXI4 VIP的设计与验证
AMBA_AXI4协议
AMBA_AXI4协议AMBA (Advanced Microcontroller Bus Architecture) AXI4 协议是由 ARM（Advanced RISC Machines）公司提出的一种高性能、低功耗的总线协议。
它主要用于片上系统（SoC）中的片上通信和互连，并且被广泛应用于各种嵌入式系统设计中。
AMBAAXI4协议是AMBA协议系列中的最新版本，相较于前几个版本，它引入了许多新的特性和功能以提高数据传输的效率和可靠性。
该协议的主要目标是支持高性能、多处理器SoC中各个主从设备之间的数据传输，并能同时支持大数据宽度和高频率操作。
AXI4协议采用了一种点对点的通信方法，可以通过AMBAAXI的互连结构连接多个主设备和从设备。
主设备可以发起读请求和写请求，从设备则负责接收和响应这些请求。
协议中定义了许多标准信号和通信规范，以确保数据传输的稳定和可靠。
AXI4 协议可以支持单片上的数据传输速率高达几 GB/s，并且具有很高的吞吐量。
这是通过采用多种技术来实现的，包括独立的地址和数据通道、乱序传输和突发传输等。
AXI4 协议还引入了一个新的数据传输机制，称为 AXI4-stream，用于处理实时的数据流传输。
协议中还引入了一种称为 AXI4-Lite 的简化版本，专门用于对接一些简单的外设，如配置寄存器和状态寄存器。
AXI4-Lite 协议只使用一条地址通道和一条数据通道，并且不支持乱序传输和突发传输，因此在数据传输效率和性能上相对较低，但在资源占用和易用性方面有一定的优势。
总的来说，AMBAAXI4协议是一种功能强大、灵活性高的总线协议，适用于各种复杂的嵌入式系统设计。
它在数据传输的性能和速度方面具有很大的优势，并提供了多种传输机制和通信规范，可以满足不同设备的需求。
通过使用AMBAAXI4协议，设计人员可以更轻松地构建高性能、高效能的嵌入式系统。
AXI4整理解析
AMBA AXI Protocol Version：2.0序言面向的读者：这是AMBA （高速微控制器总线结构）AXI（高速可扩展接口）协议的说明书。
主要面向想熟悉AMBA、或是想去设计与AMBA AXI协议相兼容的系统和模块的读者。
说明书的内容安排：第一章绪论阅读本章，你会了解到AXI协议的结构、该协议中定义的基本的交易过程。
第二章信号描述本章主要介绍AXI一些信号的定义，如：写地址通道、读数据通道、写反应通道、读地址通道、读数据通道、以及低功耗接口等所用到信号。
第三章通道握手介绍通道握手的整个过程第四章地址选择主要讲AXI猝发类型、如何去计算地址、在一次猝发中使用字节通道传输的过程。
第五章附加的控制信息本章主要讲怎样让AXI协议支持系统级缓存和保护单元。
第六章自动访问本章主要讲互斥访问和锁定访问第七章反应信号主要讲AXI从模块的四种交易反应。
第八章模式调整主要讲AXI协议如何使用ID 标签去进行无序传输。
第九章数据总线主要讲在AXI读和写数据线上，如何处理交易大小可变的数据，以及如何用字节固定端的方式去处理混合端类型数据。
第十章非对齐传输主要讲如何使用AXI协议处理非对齐传输。
第十一章时钟和复字节主要讲述AXI时钟和复字节信号的时序。
第十二章低功耗接口主要讲如何使用AXI时钟控制接口，进入或者跳出一种低功耗的模式。
第十三章AXI4主要描述AXI协议中AXI3版本和AXI4版本技术上的不同。
第十四章AXI4-Lite主要讲述AXI4-Lite接口，它是一种简单控制寄存器类型的接口，在不需要AXI4全部功能的时候使用。
说明书中的约定如下：●印刷字体的类型●第四页的时序图●第四页中的信号印刷字体的类型：斜体此类型的字体用于突出显示重要的注释，介绍专用术语，指出文中所用到的参照和引用。
加粗字体此类型的字体用于突出显示接口包含的成分，如：菜单名。
指示出信号的名字。
在描述列表的适当之处，也可用来表示术语。
基于AXI总线的CAN控制器设计与验证
基于AXI总线的CAN控制器设计与验证基于AXI总线的CAN控制器设计与验证摘要：CAN（Controller Area Network）是一种常用于实时控制网络的通信协议，广泛应用于汽车、工业控制以及物联网等领域。
本文旨在通过基于AXI总线的CAN控制器设计和验证，提高CAN控制器的性能和可靠性。
首先，介绍CAN协议和AXI总线的基本原理；其次，详细描述基于AXI总线的CAN控制器的设计过程，包括寄存器设计、CAN报文的接收与发送等模块的具体实现；最后，通过仿真和验证实验，验证设计的可行性和正确性。
关键词：CAN控制器、AXI总线、寄存器设计、报文接收与发送、验证实验一、引言近年来，随着物联网和智能交通的快速发展，对于车载通信系统的稳定性和可靠性的要求越来越高。
CAN作为一种分布式控制网络通信协议，被广泛应用于汽车和工业控制等领域，在数据传输速度快、可靠性强、成本低等方面优势明显。
然而，传统的CAN控制器存在性能瓶颈和功能限制等问题，为了克服这些问题，我们提出了一种基于AXI总线的CAN控制器设计。
二、CAN协议和AXI总线的基本原理CAN协议是一种串行通信总线，它采用差分电平信号传输，具有较强的抗干扰能力和可靠性。
CAN协议的基本原理是基于消息传递的方式，通过传输报文来实现不同设备之间的通信。
CAN总线上的每个节点都有一个唯一的身份标识符，通过判断报文的身份标识符，节点可以选择接收或忽略报文。
AXI（Advanced eXtensible Interface）总线是一种高性能、低功耗、可扩展的总线协议，广泛应用于数字系统的互联。
AXI总线采用了点对点的连接方式，具有高并发的特性和支持多种传输类型的能力。
基于AXI总线的CAN控制器的设计和验证可以充分发挥AXI总线的优势，提高CAN控制器的性能和可靠性。
三、基于AXI总线的CAN控制器设计3.1 寄存器设计在CAN控制器的设计中，寄存器是重要的组成部分，用于存储和控制相关的配置信息。
FPGA设计中软硬件自动协同仿真平台的搭建及验证
FPGA设计中软硬件自动协同仿真平台的搭建及验证董巍;李广才【摘要】随着FPGA设计功能越来越强、器件结构越来越复杂，其验证的复杂度就越来越高。
对于一个大规模FPGA设计，其逻辑验证的效率和可靠性往往决定了任务的成败。
本文介绍了一种软硬件自动协同仿真平台的搭建，在此平台上对AES算法的RTL实现进行测试验证，与传统RTL级验证相比，软硬件协同仿真大大提高了逻辑验证的验证效率和测试覆盖率。
【期刊名称】《数字技术与应用》【年(卷),期】2016(000)003【总页数】2页(P81-82)【关键词】软硬件协同仿真平台;AES算法;逻辑验证【作者】董巍;李广才【作者单位】上海航天电子技术研究所上海 201109;上海航天电子技术研究所上海 201109【正文语种】中文【中图分类】TP334.4随着航天用FPGA复杂度的不断增加，其验证的复杂度就越来越高，设计验证的过程往往比设计本身更复杂，复杂系统的功能验证正成为FPGA设计的一个重大挑战。
传统的HDL_testbench数字系统硬件验证方法使得验证过程非常缓慢［1-2］，为提高验证效率，本文提出了系统级仿真器与RTL级仿真器的协同仿真方法，在高效协同仿真接口的支撑下，一体化验证平台是提高系统功能验证效率的必然途径。
本文对软硬件一体化协同验证平台的搭建进行详细描述，基本框图如图1所示。
在此平台上对AES算法的RTL实现进行了全面验证。
经验证，软硬件协同仿真大大缩短了开发周期并提高了验证效率。
软硬件协同验证的本质在于快速地实现 FPGA 设计中的硬件模块，让软件模块在真正的硬件上高速运行。
软硬件协同仿真平台包括三大部分：（1）以AES算法规范为基础的ESL model（C model）［3］。
（2）以HDL语言描述的AES算法RTL model［4-7］。
（3）C model与RTL model通信接口及测试输入/输出文件［8］。
平台架构框图如图2所示，ESL model为AES算法的C语言模型［9］，该模型根据算法运行参数和输入文件，对当前输入数据进行AES加/解密操作，并将当前输入数据的加/解密结果输出到结果文件中。
基于AXI4的可编程SOC系统设计1
基于AXI4的可编程SOC系统设计1
《基于AXI4的可编程SOC系统设计》一书是作者在《片上可编程系统原理及应用》教材的基础上，专门介绍基于AXI4规范和Xilinx软核处理器MicroBlaze实现嵌入式系统应用的高级教程。
现在FPGA越来越被广泛地应用在各个领域中。
Xilinx公司将专用的嵌入式处理器PowerPC硬核、ARM Cortex-A9 MP硬核和嵌入式处理器MicroBlaze软核嵌入到了FPGA芯片中。
这种集成了嵌入式处理器的FPGA芯片被定义成FPGA平台。
这种基于FPGA的嵌入式平台提供了一个灵活的解决方案。
在这个解决方案中，一个单FPGA芯片上提供了大量不同的IP软核和硬核资源。
这些固件和硬件可以在任何时间进行升级。
这种可编程的结构特点，大大缩短了系统的开发时间，而同一平台能应用在很多领域，提高了平台的资源复用率。
基于Microblaze软核处理器构成的片上系统是FPGA在嵌入式系统领域的重要应用，由于其开放的设计结构和设计平台，可以使设计者更好的理解并掌握片上可编程系统的设计原理、设计方法和设计流程。
此外，AXI4规范是世界着名嵌入式处理器IP核提供商ARM公司和世界着名的可编程逻辑器件提供商Xilinx公司共同制定的下一代SOC的互联标准，该标准的制定将对未来片上系统的发展产生深远的影响。
本书所有资料来自Xilinx公司的技术手册，文献和典型应用案例，充分。
AXI4协议规范
AXI4协议规范引言：AXI4（Advanced eXtensible Interface 4）是一种基于总线的互联标准，用于在现代计算机系统中连接多个IP核（Intellectual Property）。
它是由ARM公司开发的，旨在提供高性能、低功耗、可扩展的接口标准，方便IP核之间的通信和数据交换。
本文将详细介绍AXI4协议规范及其应用。
1. AXI4基本概念AXI4是AXI（Advanced eXtensible Interface）总线的第四个版本，相较于之前版本，它具有更加完善的功能和灵活性。
AXI4协议规范定义了一套一致的接口和通信机制，包括地址传输、数据传输、读写控制等。
它的设计目标是在高性能、高效能和低功耗之间取得平衡。
2. AXI4协议规范的主要特点2.1 高性能：AXI4使用了多种优化技术，例如乱序访问、多通道传输和同步等，以提供高性能的数据传输能力。
同时，它还支持全双工传输，能够同时进行读写操作，增强了系统的并行处理能力。
2.2 低功耗：AXI4在设计时考虑了功耗优化，采用了多种策略来减小功耗，例如自适应时钟门控、低功耗模式以及数据压缩等。
这些策略能够有效降低系统的功耗消耗。
2.3 可扩展性：AXI4协议规范支持多种方式的互连配置，包括单一主控模式、多主控模式和多从控模式等。
这在设计复杂的系统中具有重要的作用，能够方便地进行资源共享和IP核的扩展。
2.4 支持AMBA标准：AXI4兼容AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）标准，这使得它能够与其他AMBA协议兼容的IP核无缝集成，提高了系统的通用性和可拓展性。
3. AXI4的传输机制3.1 地址传输：AXI4使用32位或64位的地址总线进行地址传输，并支持4KB对齐的地址范围。
地址传输阶段包括有效地址和保留地址等信息。
3.2 数据传输：AXI4支持多种数据传输方式，包括单个传输、突发传输和无效传输等。
VMM验证方法在AXI总线系统中的实现——Verification IP应用一例
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力 投人 到实 际项 目上 。这一 套新 思路 中 ，主要 构成
部分便 是验证语 言 （ Ｖ ｒ、ｙ ｅ Ｖ ｒｏ ） 验证 如 ｅ Ｓｓ ｍ ｅ ｌ 、 ａ ｔ ｉｇ
基本库 （ Ｖ Ｖ Ｒ Ｍ、ＭＭ） 和 相 应 的验 证 模 型 （ ｅｉ— ， Ｖｒ ｉ ｆ
要加 以考虑 。因而作 为解 决方案 之一 的 微软基本库 （ Ｆ 才得 以大行 其道 。 Ｍ Ｃ） 与之 相 得益 彰 的是 ，＋ Ｃ ＋作 为微 软 基 本
库 的描述语言 ，也随视窗系统 的传播 ，
广 为流行 开来 。
图 １
现代 芯片 验证 领域 ，无 例外地 也 出现 了类 似状 况 。大量新 方法 、 新模 型 、 类 库 ， 断 涌现 ， 轻 了 新 不 减
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关键 词 ： ｙ ｔ ｍ ｅ ｉｏ Ｓ ｓ ｅ Ｖ ｒ ｌｇ验 证 Ｉ 删 ＰＶ
１ 引 言 ．
芯 片 验 证 （ ｅｉｃｔｎ） 来 越 像 是 软 件 而 不 Ｖ ｒ ａｉ 越 ｉ ｆ ｏ 是硬 件工 作 。这 点 已逐渐 成为业 界 的共识 。 本 文 以软件 工程 的视 角切人 ，分 析 中科 院计算
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要传递海量数据 ，并拥有数 目繁多的端 口。如果还
以先 前 纯 Ｖ ｒｏ ｅｉｇ的方式 建立 验 证 系统 ， ｌ 将很 难满 足
基于AXI总线的可配置LVDS控制器设计与验证
微电子技术基于AXI总线的可配置LVDS控制器设计与验证鄢蒙宇霆，袁海英，丁冬(北京工业大学信息学部微电子学院，北京100124)摘要：针对不同应用场景下LVDS通信协议体现在数据位宽、帧格式和存储方式的选择差异性和数据收发灵活性，提出一种基于AXI总线的可配置LVDS控制器设计与验证方案。
为了实现对LVDS控制器的精确控制，增加基于APB接口的可配置寄存器模块，在SoC系统上由软件控制数据传输，有效提高了数据收发的灵活性；为了提高传输效率并广泛适应场景需求，将与内存交互的接口定义为AXI协议接口；为了避免传输数据错误和数据包丢失等现象，在自定义协议中加入奇偶校验功能并在电路中加入数据包检查机制遥随后，采用高效的回环验证方案针对LVDS控制器进行功能测试遥实验结果表明该LVDS控制器基于AXI接口准确高效地实现了对端设备之间的数据收发功能，这种可配置的数据传输电路设计和验证方案灵活可行，便于广泛应用到视频图像数据传输系统中。
关键词：AXI总线；LVDS控制器；高速接口；可配置模块；数据收发中图分类号：TN919.3文献标识码：A DOI:10.16157/j.issn.0258-7998.201211中文引用格式：蒙宇霆，袁海英，丁冬.基于AXI总线的可配置LVDS控制器设计与验证[J].电子技术应用，2021，47(6)：40-4556.英文弓I用格式：Meng Y uting，Yuan Haiying，Ding Dong.Design and verification of a configurable LVDS controller based on AXI bus[J].Application of Electronic Technique，2021，47(6)：40-45，56.Design and verification of a configurable LVDS controller based on AXI busMeng Yuting，Yuan Haiying，Ding Dong(School of Microelectronics，Faculty of Information Technology，Beijing University of Technology，Beijing100124，China) Abstract:In view of the differences of data bit width,frame format and storage mode and flexibility of data transmission in different application scenarios，a configurable LVDS controller based on AXI bus was proposed.In order to achieve precise control of LVDS controller,a configurable register module based on APB interface w as added,and data transmission was controlled by software on the SoC system,which effectively improved the flexibility of data transmission and reception.In order to improve the transmission efficiency and widely adapt to the scenario requirements,the interface that interacts with the memory is defined as the interface of the AXI protocol.In order to avoid data transmission errors and packet loss,a parity function was added to the custom protocol and the packet checking mechanism was added to the circuit.Then,an efficient loopback verification scheme was used to perform functional tests on the LVDS controller.The experimental results show that the LVDS controller based on AXI interface can accurately and efficiently realize the data transmission and reception function between the peer devices.This configurable data transmission circuit design and verification scheme is flexible and feasible,so that it can be widely used in video image data transmission. Key words:AXI bus；LVDS controller；high-speed interface；configurable module；data transceiver0引言复杂电子系统设计对数据传输速率的要求日益严格，也带来高功耗、高成本等问题，低压差分信号(LVDS)［1］是一种高性能数据传输技术它是速度、成本和功耗之间的最佳折中方案遥在物理层电路设计方面，LVDS的低压摆幅(250mV-450mV)和快速过渡时间可以使数据传输速率达到100Mb/s~3Gb/s，能够满足现代复杂系统设计中对数据传输的需求。
PCI Bridge芯片IP核的设计与仿真验证
PCI Bridge芯片IP核的设计与仿真验证PCI Bridge芯片是PCI技术的实现基础，使得不同的PCI设备可以进行完整的互联互通，并通过总线仲裁的方式高效管理总线资源，使整个数据传输系统高效稳定。
在本论文的研究中，对PCI Bridge芯片的实现技术和具体设计做了较为细致的分析和验证。
通过在Testbench中设置各种异常情况的出现来模拟现实情况，进行全面的仿真验证。
完成了PCI总线从接口IP核设计、综合和仿真。
关键字：PCI Bridge芯片IP核，设计，仿真验证第一章绪论1.1引言近年来，计算机技术和电子设备的不断发展，特别是各类CPU速度与效率的高，多核处理器的出现，多级高速缓冲的普遍采用等，这使得需要高速总线传送数据的需求日益增加，与此同时通过多总线结构让不同速度的设备可以挂在不同的总线上，以较低总线竞争，以此使得系统的效率速度大大提高。
在多总线结构中，Local Bus（局部总线）的发展最激动人心。
PCI总线就是目前应用最为广泛的，也是比较领先的高性能局部总线。
在结构上，PCI总线采用地址和数据总线二合一的复用结构、32/64位2种总线带宽、具有多处理器（Multi core processor）功能却又相对独立，同时与其他类别的总线联合工作的结构扩展功能；在电气性能指标上，PCI总线采用33/66MHz 两种主频、5.0/3.3 V两种电压；在通讯协议上，PCI总线采用Burst（猝发传输模式）为缺省模式。
PCI技术具有这么多高端性能，无疑在众多总线中具有压倒性的优势，成为PC 机局部总线和高速设备数据传输的首选。
PCI Bridge芯片是PCI技术的实现基础，使得不同的PCI设备可以进行完整的互联互通，并通过总线仲裁的方式高效管理总线资源，使整个数据传输系统高效稳定。
从应用角度看，PCI技术是计算机系统数据交互的基础，也是嵌入式设备和工业系统与微机系统互联的重要实现方式，研究PCI Bridge规范及其实现具有重要的理论和应用意义。
概述基于MicroBlaze和AXI4的可编程SoC系统实现基于AXI4的可编程SoC系统设计
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实验六：实现AXI4中断系统
--添加中断控制器IP到设计中
选择自动将IP加入到设计中
点击“OK”按钮
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实验六：实现AXI4中断系统
--查看定时器和中断控制器和总线的连接
选择总线接口标签
修改定时器名字delay
与axi4Lite_0的连接 与axi4Lite_0的连接
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实验六：实现AXI4中断系统
--建立定时器和中断控制器之间的中断连接
下拉框中选择delay_Interrupt，表示为 Interrupt端口建立新的连接delay_Interrupt
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实验六：实现AXI4中断系统
--建立定时器和中断控制器之间的中断连接
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实验六：实现AXI4中断系统
--打开前面的设计
打开已经存在的工程, 选择该选项
点击”OK”按纽
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实验六：实现AXI4中断系统
--打开前面的设计
定位到所在目录的system.xmp文件 然后点击“Open”按纽
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实验六：实现AXI4中断系统
选择端口标签
选择axi_intc_0, 并展开，选择Intr 端口
鼠标点击此处 添加delay_interrupt 作为中断控制器的中 断源 选择delay_Interrupt
点击 点击OK
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实验六：实现AXI4中断系统
--建立中断控制器和处理器之间的中断连接
选择端口标签 选择axi_intc_0, 并展开，选择Irq端口
《AXI4协议规范》课件
AXI互联结构
AXI互联结构概述
了解AXI在复杂器件中的互联结构和应用案例。
复杂器件互联结构实例
通过一个复杂器件的互联结构实例，展示AXI的应用。
AXI接口的电气特性
1 AXI接口电气特性概述
重点讲解AXI接口的电气特性和信号标准。
2 AXI接口的电源和地线
了解AXI接口中电源和地线的设计和连接。
AXI接口时序分析
1 AXI接口时序分析概述
深入分析AXI接口中的时序关系和时钟控制。
2 时序分析实例
通过一个时序分析实例，帮助理解AXI接口的工作原理。
AXI总线中断
1 AXI总线中断概述
介绍AXI总线中断的作用和实现方式。
2 AXI总线中断实现
探讨AXI总线中断的具体实现方法和应用案例。
结语
1 总结
2 参考资料
回顾AXI4协议的关键内容和应用要点。
提供相关学习资料和进一步学习的方向。
AXI读传输详解
2
了解AXI读传输的流程和数据交互细节。
3AXI写传输详解来自深入研究AXI写传输的协议和数据传输过 程。
AXI通道信号
AXI通道信号概述
介绍AXI通道信号的种类和作用。
AXI读/写通道信号
详细解释AXI读写通道的关键信号及其功能。
内存映射与外设寄存器映射
比较内存映射和外设寄存器映射在AXI总线上的应用。
《AXI4协议规范》PPT课 件
什么是AXI4协议
了解AXI4协议的概述和标准特性，掌握其在数字电路设计中的应用。
AXI总线机制
1
AXI总线结构概述
了解AXI总线的基本结构和工作原理。
AXI总线交互时序
采用软硬件协同设计的softmax函数的fpga实现
2019年第10期信息通信2019 (总第202期)INFORMATION&COMMUNICATIONS(Sum.No202)采用软硬件协同设计的SoftMax函数的FPGA实现周维康，王才才,张皓清，黄静(南通大学信息科学技术学院，江苏南通226019)摘要:人工神经网络中，需要对大量数据进行非线性函数计算。
低功耗实现和非线性函数的加速运算成为急需解决的需求。
论文基于ZYNQ硬件平台和ARM处理器，进行了软硬件协同设计和FPGA硬件加速器IP的设计，实现了非线性激活函数SoftMax,功耗和误差分布达到设计预期。
关键词:FPGA；激活■函数;软硬件协同；硬件加速中图分类号:TN4文献标识码:A文章编号：1673-1131(2019)10-0059-02SoftMax function software and hardware co-design based on FPGA Abstract:Large amounts of data are required to perform nonlinear function calculations in artificial neural networks.Low power consumption and nonlinear function acceleration are the key problems.Hardware and software co-design and hardware accelerator IP design were carried out based on ZYNQ hardware platform and ARM processor,and nonlinear activation function SoftMax was realized based on FPGA.Power consumption and error distribution reached the design expectation.Key words:FPGA;Activation function;Hardware and software collaboration;Hardware acceleration现代科学通过对复杂的人脑神经元网络进行简化抽象,建立起某种简单模型，通过使用不同的连接方式构建成不同的深度学习网络。
AXI4的PL与PS联合设计
AXI4的PL与PS联合设计AXI4（Advanced eXtensible Interface 4）是一种用于高性能处理器之间和外设之间通信的标准总线接口。
在FPGA（Field-Programmable Gate Array）中使用AXI4接口可以实现PL（Programmable Logic）与PS （Processing System）的联合设计。
PL是FPGA中的可编程逻辑部分，可以根据用户的需求灵活地实现各种功能。
而PS是处理系统，包括处理器、内存和外设等，用于执行各种软件任务。
PL和PS的联合设计可以充分发挥二者的优势，提高系统的性能和灵活性。
在AXI4中，数据传输是通过总线事务实现的。
AXI4总线事务包括读取（Read）和写入（Write）操作。
在PL与PS之间进行通信时，可以使用AXI4总线事务来进行数据的传输。
首先，PL可以通过AXI4总线向PS发送读取请求。
PS接收到读取请求后，可以将数据从内存中读取出来，并通过AXI4总线返回给PL。
这样，PL就可以获取到来自PS的数据。
另外，PL也可以通过AXI4总线向PS发送写入请求。
PS接收到写入请求后，可以将数据写入到内存中。
这样，PL就可以将数据传输给PS，供PS进行后续处理。
除了数据传输外，PL和PS之间还可以通过AXI4总线传输控制信号。
比如，PL可以向PS发送中断请求信号，PS接收到后可以执行相应的处理。
此外，PL还可以通过AXI4总线向PS发送配置信息，以便PS对PL进行配置和控制。
在PL与PS联合设计中，AXI4总线可以起到连接二者的桥梁作用。
PL和PS通过AXI4总线进行数据传输和控制信号传递，实现了二者之间的高速通信。
这种设计可以将PL中的硬件加速器与PS中的软件进行有效结合，提高系统的性能和灵活性。
例如，可以将图像处理算法实现为PL中的硬件加速器，通过AXI4总线将待处理的图像数据传递给PL，然后PL对图像进行处理，再通过AXI4总线将处理结果传递给PS进行显示或存储。
AMBA-AXI4协议
AXI概述 -- AXI协议的优势
1．提供了更高的生产率，主要体现在以下几个方 面：
（1）将多种不同的接口整合到一个接口（AXI4）中，因此 用户仅需了解单个系列的接口；
（2）简化了不同领域 IP 的集成，并使自身或第三方合作伙 伴 IP 的开发工作更简单易行；
（3）由于AXI4 IP 已为实现最高性能、最大吞吐量以及最低 时延进行了优化，从而使设计工作进一步获得简化；
（2）基于 AXI4 的目标设计平台可加速嵌入式处理、 DSP以及连接功能设计开发。
AXI4功能
AXI4协议基于猝发式传输机制。在地址通道上， 每个交易有地址和控制信息，这些信息描述了需要传 输的数据性质。
在主设备和从设备之间所传输的数据分别使用到 从设备的写数据通道和到主设备的读数据通道。
在从主设备到从设备的写数据交易中，AXI有一个 额外的写响应通道，从设备通过该通道向主设备发出 信号表示完成写交易。
外设
低功耗请求响应信号。这个信号来自系统低功耗请求外设的响应信 号
外设
时钟活动。该信号表示外设是否要求它的时钟信号。1=要求外设时 钟。
AXI4通道及信号
读和写交易有各自的地址通道。地址通道上给出交易 所要求的地址和控制信息。AXI4读和写地址通道包括下面 的机制：
（1）可变长度的猝发操作，每次猝发操作包含1-256数据； （2）提供服务质量（QoS）信号 （3）支持多个区域接口； （4）猝发传输不能超过4k边界； （5）包裹、递增和非递增猝发； （6）使用互斥和锁的原子操作； （7）系统级缓存和缓冲控制； （8）安全和特权访问。
AXI协议的关键特性表现在以下几个方面：
（1）独立的地址/控制和数据阶段； （2）使用字节选通，支持非对齐的数据传输； （3）只有开始地址的猝发交易； （4）独立的读和写数据通道，可以使能低成本的直接存
基于UVM和VIP的AXI总线互连矩阵验证平台设计
基于UVM和VIP的AXI总线互连矩阵验证平台设计
杜越;吴益然;郑杰良
【期刊名称】《电子技术与软件工程》
【年(卷),期】2022()2
【摘要】本文提出了一种基于UVM(Universal Verification Methodology)和VIP(Verification IP)的AXI总线互连矩阵验证平台。
该平台采用UVM验证方法学搭建,内部集成AXIVIP,具备层次化的sequence结构,并且支持覆盖率驱动的验证。
该平台具有良好的可靠性与扩展性,可便捷地适配待测设计的参数变化。
对此验证
平台的搭建和仿真表明,该平台可充分验证待测的AXI总线互连矩阵的功能,有力保障设计质量。
【总页数】6页(P111-116)
【关键词】VIP;UVM;AXI;总线互连矩阵;覆盖率
【作者】杜越;吴益然;郑杰良
【作者单位】中国电子科技集团公司第五十四研究所
【正文语种】中文
【中图分类】TP3
【相关文献】
1.面向串行总线的层次化UVM验证平台设计
2.IP可重用的AMBA AXI总线验证
平台设计与实现3.基于UVM的AXI4-Stream可重用验证平台设计4.基于UVM
的AMBA总线接口通用验证平台5.基于SystemC参考模型的UVM验证平台设计
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核设计
基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核设计郑建立;漆荣辉;张璐【摘要】针对数字视频IP核间高速流数据传输,设计并实现了一种基于AXI4-Stream总线的数字视频接口IP核,对外部输入ITU601格式的数字视频信号,将其格式转化为符合AXI4-Stream总线协议的信号,并通过IP核的主端口输出到下一级IP核的从端口.采用Xilinx ISE Design Suite 14.6软件综合设计实现,结合ISE 自带ISim软件完成功能仿真,通过实际硬件电路验证了设计的正确性及可行性.【期刊名称】《电子科技》【年(卷),期】2016(029)009【总页数】5页(P161-165)【关键词】AXI4-Stream;数字视频信号;IP核【作者】郑建立;漆荣辉;张璐【作者单位】上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093;上海理工大学医疗器械与食品学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】TN943;TP336在SOC系统设计中，高级微控制器总线结构(Advanced Microcontroller Bus Architecture，AMBA)被广泛采用，已经迅速成为SOC结构和IP核开发的标准[1]。
AXI4、AXI4-Lite、AXI4-Stream这3种总线标准是AMBA第4版的重要组成部分。
AXI4总线有助于最大化性能和能效；AXI4-Lite总线和AXI4-Stream总线是FPGA实现的理想选择。
AMBA4.0总线是标准接口规范，由多家企业共同为行业而设定，包括业界领先的OEM厂商、半导体及EDA供应商等[2]，可确保不同IP 核的兼容，加快SOC设计效率。
本文在深入分析和研究AXI4-Stream总线协议的基础上，通过VHDL硬件描述语言实现了对ITU601格式的数字视频输入信号转化为符合AXI4-Stream协议的视频输出信号，并通过ISim软件仿真及在基于Xilinx Zynq7000芯片设计的内窥镜视频处理系统电路上得到验证。
AXI4总线的USB2.0设备控制器IP核设计
AXI4总线的USB2.0设备控制器IP核设计
韩进;秦宏超;刘锴
【期刊名称】《单片机与嵌入式系统应用》
【年(卷),期】2017(17)1
【摘要】本设计依托星核计划——山东国产IP软核平台,基于最新片上总线AMBA4.0协议,使用VerilogHDL语言完成了主要由AXI4总线接口、ULPI模式控制、封包、解包和协议处理等模块组成的USB2.0设备控制器的IP核设计,通过综合验证证明了设计的正确性,并有效降低了FPGA逻辑资源占用率.可以根据实际应用要求将设计的USB2.0控制器IP核直接移植到FPGA内部,实现USB数据传输协议,省去了USB协议芯片,节省了产品开发成本,并且有效缩短了产品设计周期.【总页数】5页(P47-51)
【作者】韩进;秦宏超;刘锴
【作者单位】山东科技大学信息科学与工程学院,青岛266590;山东科技大学信息科学与工程学院,青岛266590;山东高云半导体科技有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TP336
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B
2.0设备控制器IP核的设计与验证 [J], 王秀玲;周明健;林平分
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4.基于AXI4总线的SoC中离散量信号控制IP核的设计与验证 [J], 杨博; 楚要钦; 景德胜; 高浩
5.基于WISHBONE片上总线的USB2.0设备控制器IP核的设计 [J], 孙爱良;徐磊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
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基于软硬件协同仿真的AXI4 VIP的设计与验证
基于软硬件协同仿真的AXI4 VIP的设计与验证
一、引言
随着科技的不断进步和发展，计算机系统的复杂性和工作负载的增加，使得嵌入式系统的设计和验证变得日益困难。
为了解决这一挑战，人们开始采用软硬件协同仿真的方法，以提高系统的设计和验证效率。
AXI4（Advanced Extensible
Interface 4，高级可扩展接口4）是一种常用的嵌入式系统
总线协议，它提供了高带宽、低延迟和高可扩展性的特点，被广泛应用于SoC（System on Chip，片上系统）设计中。
本文
将介绍基于软硬件协同仿真的AXI4 VIP（Verification Intellectual Property，验证知识产权）的设计与验证方法。
二、AXI4 VIP的设计
1. AXI4 VIP的概述
AXI4 VIP是一种验证模型，用于验证AXI4总线协议的正确性
和性能。
它是使用硬件描述语言（HDL）模拟的，包含多个虚
拟代理接口，可以模拟主控器和从设备之间的通信和交互过程。
AXI4 VIP中还包括一个虚拟时钟和一个虚拟寄存器文件，用
于模拟时序和存储数据。
2. AXI4 VIP的结构
AXI4 VIP的结构主要包括控制模块、交互模块和模型模块。
其中，控制模块是VIP的核心部分，负责验证AXI4协议的正
确性和性能。
交互模块是用于模拟主控器和从设备之间的交互过程，包括发送和接收数据包。
模型模块用于存储和管理数据，以及模拟系统的状态变化。
3. AXI4 VIP的设计流程
设计AXI4 VIP的流程一般包括以下几个步骤：
（1）分析需求：根据系统设计的需求和功能，确定AXI4 VIP 的详细规格和功能。
（2）设计接口：定义AXI4 VIP的输入和输出接口，包括控制信号、地址、数据和时钟等。
（3）实现功能：根据接口定义，编写模拟器代码，实现AXI4 VIP的功能，并进行逐步验证。
（4）性能优化：通过调整代码和参数，提高AXI4 VIP的性能和效率。
（5）验证集成：将AXI4 VIP与其他验证模块进行集成，进行全系统的验证和性能测试。
（6）调试修复：对AXI4 VIP进行调试，发现并修复错误和问题，确保系统的正确性和稳定性。
（7）验证验证：使用测试环境和测试用例对AXI4 VIP进行验证，确保其与实际硬件的一致性和正确性。
三、AXI4 VIP的验证方法
1. 软件仿真验证
软件仿真验证是最常用的验证方法之一，它通过模拟器软件对AXI4 VIP进行验证。
在软件仿真过程中，可以使用各种测试用例和测试环境，对AXI4 VIP的功能进行全面测试，包括初始化、数据传输、错误处理等。
通过软件仿真验证可以快速发现和修复各种逻辑错误和问题。
2. 硬件验证
硬件验证是对AXI4 VIP进行真实硬件测试的方法。
通过将AXI4 VIP与实际硬件进行集成，并连接实际设备进行测试，可以验证AXI4 VIP在实际硬件环境下的一致性和正确性。
硬件验证可以提供更准确和可靠的结果，但需要更多的资源和时
间。
3. 边界扫描验证
边界扫描验证是一种静态验证方法，通过对AXI4 VIP的输入
和输出边界进行扫描，检查是否存在非法输入和输出等问题。
边界扫描验证通常使用自动边界扫描工具进行，可以快速发现各种常见问题和错误，提高验证的效率和准确性。
四、AXI4 VIP的性能评估
性能评估是对AXI4 VIP进行性能测试和优化的方法，旨在提
高其吞吐量、时延和资源利用率。
常用的性能评估指标包括带宽、时延和协议的有效性等。
通过对AXI4 VIP进行性能评估，可以确定其是否满足设计要求，以及哪些方面需要进一步优化和改进。
五、总结
本文介绍了基于软硬件协同仿真的AXI4 VIP的设计与验证方法，包括AXI4 VIP的设计流程、验证方法和性能评估。
通过
软硬件协同仿真，可以提高嵌入式系统设计和验证的效率，确保系统的正确性和稳定性。
通过对AXI4 VIP的设计与验证，
可以为计算机系统的设计和验证工作提供可靠的方法和工具。
随着科技的不断发展，基于软硬件协同仿真的设计与验证方法将会有更广阔的应用前景
通过本文的介绍，我们了解了基于软硬件协同仿真的
AXI4 VIP的设计与验证方法。
AXI4 VIP作为一种重要的验证IP，能够有效提高嵌入式系统设计和验证的效率。
设计流程中，我们需明确设计目标并进行接口定义，然后进行功能验证和性能评估，最终优化验证结果。
验证方法包括功能验证和边界扫描验证，可以确保设计的正确性和可靠性。
性能评估则是对
AXI4 VIP进行性能测试和优化，提高其吞吐量、时延和资源利用率。
基于软硬件协同仿真的设计与验证方法为计算机系统的设计和验证工作提供了可靠的方法和工具，使得设计过程更加准确和高效。
随着科技的不断发展，基于软硬件协同仿真的设计与验证方法将会有更广阔的应用前景。