JESD204B的AXI4-Lite时序分析（对比SRIO的AXI4-Lite时序分析）

JESD204B的AXI4-Lite时序分析

1.前言

        本人在写JESD204B的AXI4-Lite配置接口时，发现对端口时序的理解和常规的理解不一样，因此写这篇文章以作记录，具体如下。

1.1写时序异常

          按常规理解的时序图(参照SRIO)写出来的代码，ready是因，valid是果。在仿真时发现在时钟复位配置好后，ready信号并没有按想象中一样，会先拉高来等待输入数据。ready信号是一直为0的。

         检查配置情况发现配置没有错误，然后对比JESD204B ip核的demo文件仿真图，发现ready信号要先等valid信号有效后才会输出一个时钟的有效信号。这成了valid是因，ready是果。因果和常规理解的是反着的。

      具体的情况见第3节。

1.2读时序异常

       按常规理解的时序为，ready准备好后，输入读取的地址并且valid有效时，ready会拉低去处理内部信号，在输出对应地址数据后，再次拉高等待下一次读取。

       但是JESD204B的ip中AXI4-Lite配置接口的读aready是隔一段时间输出一个固定的2个时钟高ready。即使是在availd拉高后aready也不会根据availd拉低，依然是输出固定的2个时钟高信号。这导致我们在需要连续读取内部数据时，不能单纯的把aready当成读取下一个地址准备好的依据。

      具体情况见第4节。

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 2.JESD204B的AXI4-Lite接口功能

     AXI4-Lite部分的接口是用于配置JESD204 core 的寄存器，其中有一些关键参数是必须要配置的，比如：

1. )M:（converters/device）:AD/DA器件的转换通道数
2. )L:（Lanes per Link）:接的通道线数量，即占用GTX线数
3. )LR:（Line Rate）：单根线（通道）的速率，LR=(M*S*N’*10/8*FC)/L,FC为采样率；
4. )F:（octets per frame）：每帧包含的字节数，F=(M*S*N’)/(8*L)；
5. )K:（frames per multiframe）:一个多帧包含多少个帧,根据AD/DA手册填写，一般是32；
6. )N:转换器的分辨率；
7. )N’:word的长度，4的倍数，N’=N+CS+T,CS是控制位，T是尾码；
8. )S:（samples）：S表示每一个转换器每一帧中的采样次数。一般情况下，S都是1,。S必须是整数。协议中允许S大于1，但是S等于1的时候开业保证帧时钟和采样时钟相等。比如S=1，则一个500MSPS的转换器，帧时钟也是500M。

       因此配置JESD204B的AXI4-Lite接口是必须的。下面谈谈我对JESD204B的AXI4-Lite接口时序的理解，仅做参考。

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3.写时序

        srio中的时序为常规理解的时序图，demo中时序情况为JESD204B的ip核时序情况。

3.1 srio中的写时序说明

        由于JESD204B的ip核手册《pg066》上没有这一部分的时序讲解，因此我参照srio的ip核手册《pg007》上的写时序写了第一版程序。Srio中的写时序如下图所示。

        下面1)~3)是客户端需要处理的，4)是ip核内部处理的。

 

3.2 demo中的写时序情况

1. )写地址awaddr：在写地址准备好信号awready==1时有效(awvalid=1)，在awready==0时无效；
2. )写数据wdata：在写数据准备好信号wready==1时有效(wvalid=1),在wready==0时无效；
3. )写响应准备好信号bready：在写地址、写数据有效时变高，在写响应有效指示信号bvalid==1时，变低。
4. )写地址准备好信号awready、写数据准备好信号wready：在无写响应时变高，在写地址、写数据有效时变低。

        demo中的写时序情况为写数据有效为因，写数据准备好信号为果。具体如下：

 

 4. 读时序 

 4.1srio中的读序说明

1. )写数据时序：在一个时刻先写入写数据wdata，wvalid拉高,等待wready有效后再把写数据有效信号wvalid拉低；
2. )写地址时序：在写入数据有效的同时，写入地址awaddr，awvalid拉高,等待awready有效后再把awvalid拉低。
3.  

        常规的读理解为在读准备好时输入需要读取的地址，给入读取的地址有效后，准备信号就会拉低，去处理内部数据。如下图的srio读时序图：

        srio读时序理解为：

1. )读地址写入情况：在读地址准备好信号arready为高时输入需要读取的地址araddr，同时arvalid为高即可。arvalid保持一个时钟，在arready为低时也为低；
2. )读相应准备好信号：在arready为低时拉高，在读响应信号rvalid拉高后拉低。

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4.2demo中的读时序

        demo中的读时序如下图所示:

1. )读地址准备好信号arready：每隔一个固定的时间段会输出固定的两个时钟高信号，准备接收读地址。经验证并不是看到arvalid拉高后主动拉低的；
2. )可接收下一个读地址的条件：虽然一次性会输出两个时钟的arready信号，但是一次却只能接收一个读地址。需要在读响应后rvalid拉高一个时钟后才能再次接收下一个读地址。