[發明專利]一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸系統及傳輸方法

在審

• 申請號: 201710817858.0
• 申請日: 2017-09-12
• 公開（公告）號: CN107577636A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 支毳鵬;康敏慧;原亮
• 申請（專利權）人: 天津津航技術物理研究所
• 主分類號: G06F13/42
• 分類號: G06F13/42
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心11011
• 代理人: 祁恒

技術領域

本發明屬于信號處理技術領域，具體涉及一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸系統及傳輸方法。

背景技術

AXI(Advanced eXtensible Interface)是一種總線協議，該協議是ARM公司提出的AMBA(Advanced Microcontroller Bus Architecture)3.0協議中最重要的部分，是一種面向高性能、高帶寬、低延遲的片內總線。它的地址/控制和數據相位是分離的，支持不對齊的數據傳輸，同時在突發傳輸中，只需要首地址，同時分離的讀寫數據通道、并支持顯著傳輸訪問和亂序訪問，并更加容易就行時序收斂。AXI是AMBA中一個新的高性能協議。AXI技術豐富了現有的AMBA標準內容，滿足超高性能和復雜的片上系統(SOC)設計的需求。

Altera和Xilinx公司相繼推出基于嵌入式ARM硬核的SOC FPGA處理芯片，其片上總線互聯機制就是采用的AXI總線，并且提供了豐富的總線接口來實現FPGA部分與ARM系統進行數據通信。因此開發一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸系統及傳輸方法，可以實現FPGA與ARM系統數據交互，達到資源共享的目的。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明的目的是提出一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸系統及傳輸方法，以解決如何實現SOC FPGA的基于AXI總線協議的數據高速交換的技術問題。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提出一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸系統，該數據傳輸系統包括AXI讀模塊、AXI寫模塊和FIFO；其中，

AXI讀模塊包括讀模塊狀態機、讀模塊地址發生器、讀模塊FIFO讀寫控制模塊和讀模塊行列計數器；其中，

讀模塊狀態機在電路復位后進入IDLE狀態；在視頻信號的幀同步上升沿到來時，啟動讀模塊狀態機，在讀模塊狀態機的控制下向AXI總線發出讀請求，完成握手協議后，將讀模塊地址發生器產生的地址發送到AXI總線；讀模塊FIFO讀寫控制模塊將緩存在FIFO中的視頻數據流的一個burst長度的數據發送到AXI總線，當收到讀應答信號后，完成一次數據的讀操作，并通過讀模塊行列計數器進行計數；當讀模塊行列計數器達到預設的參數時完成一幀的數據傳輸，讀模塊狀態機跳轉回IDLE狀態，等待下一幀數據的讀啟動；

AXI寫模塊包括寫模塊狀態機、寫模塊地址發生器、寫模塊FIFO讀寫控制模塊和寫模塊行列計數器；其中，

寫模塊狀態機在電路復位后進入IDLE狀態；在視頻信號的幀同步上升沿到來時，啟動寫模塊狀態機，在寫模塊狀態機的控制下向AXI總線發出寫請求，完成握手協議后，將寫模塊地址發生器產生的目的地址發送到AXI總線；寫模塊FIFO讀寫控制模塊監測緩存在FIFO里面的數據量，當到達一定閾值后，將緩存在FIFO中的數據流的一個burst長度的數據讀出并發送到AXI總線，當收到寫應答信號后，完成一次數據的寫操作，并通過寫模塊行列計數器進行計數；當寫模塊行列計數達到預設的參數時傳輸完一幀的數據傳輸，寫模塊狀態機跳轉回IDLE狀態，等待下一幀數據的寫啟動。

此外，本發明提出一種基于SOC的AXI總線接口數據傳輸方法，該數據傳輸方法采用上述數據傳輸系統。

進一步地，該數據傳輸方法中的讀操作具體包括：

讀模塊狀態機在電路復位后進入IDLE狀態；在視頻信號的幀同步上升沿到來時，啟動讀模塊狀態機由IDLE狀態跳轉到地址發送狀態，通過讀地址通道將讀模塊地址發生器產生的地址發送到AXI總線；讀模塊狀態機跳轉到數據等待狀態，在ready和valid信號有效的情況下，如果此時FIFO的緩存空間還能夠存下一個burst長度的數據，讀模塊狀態機跳轉到下一個讀狀態，如果此時FIFO的緩存空間不足，則跳轉到等待FIFO狀態，等待FIFO中的數據被讀走后，跳轉到下一個讀狀態繼續讀取；當讀模塊行列計數器的列計數到達閾值時，讀模塊狀態機跳轉到下一行狀態，進行下一行的讀取，當讀模塊行列計數器的行計數到達閾值時，讀模塊狀態機跳轉到下一幀狀態，完成一幀圖像的讀取，然后跳轉到IDLE狀態，等待下一幀的讀啟動；

當讀模塊狀態機由下一個讀狀態跳轉到地址發送狀態的時候，讀模塊行列計數器的列計數器加一個burst長度的數據量，當由下一個讀狀態跳轉到下一行狀態時，讀模塊行列計數器的行計數器加一，當由下一幀狀態跳轉到IDLE狀態時，讀模塊行列計數器清零；