[ ZYNQ ] 징크 공부하기 #5. AXI Standard

이 섹션에서는 PS와 PL 간의 연결을 살펴보고 이를 어떻게 사용할 수 있는지 알아보겠습니다.

먼저 이러한 연결의 대부분이 기반이 되는 AXI 표준을 소개합니다.

 

AXI는 Advanced eXtensible Interface의 약자입니다.

 

AXI 버스는 유연하게 사용할 수 있으며, 일반적으로 임베디드 시스템에서 프로세서와 기타 IP 블록을 연결하는 데 사용됩니다.

 

AXI4의 3종류

 

AXI4 [2]

메모리 매핑 링크의 경우 하나의 주소가 최대 256개의 데이터 단어를 데이터 버스트로 전송합니다.

 

AXI4-Lite [2]

연결당 하나의 데이터 전송만 지원하는 간소화된 링크입니다.

메모리 매핑도 되어 있습니다 : 이 경우 주소와 단일 데이터 단어가 전송됩니다.

 

AXI4-Stream [1]

고속 스트리밍 데이터의 경우, 제한 없는 크기의 버스트 전송을 지원합니다.

주소 메커니즘은 없으며, 이 버스 유형은 소스와 대상 간의 데이터 흐름을 직접 전달하는 데 가장 적합합니다.

 

* 메모리 매핑이란?

프로토콜이 메모리 매핑된 경우, 마스터가 발행한 트랜잭션 내에서 주소가 지정되며, 이는 시스템 메모리 공간의 주소에 해당합니다.

트랜잭션당 단일 데이터 전송을 지원하는 AXI4-Lite의 경우, 지정된 주소에 데이터를 쓰거나 읽습니다. AXI4 버스트의 경우, 지정된 주소는 첫 번째로 전송될 데이터 단어에 대한 주소이며, 슬레이브는 그 다음에 오는 데이터 단어에 대한 주소를 계산해야 합니다.

 

AXI Interconnects and Interfaces

PS와 PL 사이의 주요 인터페이스는 각각 여러 채널로 구성된 9개의 AXI 인터페이스 세트를 통해 이루어집니다.

 

 

Interconnect

인터커넥트는 사실상 연결된 AXI 인터페이스 간의 트래픽을 관리하고 지시하는 스위치입니다.

PS 내에는 여러 개의 상호 연결이 있으며, 일부는 PL에 직접 연결되고 다른 일부는 내부 전용입니다.

이러한 상호 연결 간의 연결은 AXI 인터페이스를 사용하여 형성됩니다.

Interface

시스템 내 마스터 클라이언트와 슬레이브 클라이언트 간의 데이터, 주소 및

hand-shaking signal 전달을 위한 포인트 투 포인트 연결입니다.

 

* hand-shaking signal

UART, TCP/IP, I2C 등 장치간 동기화된 데이터를 전송을 보장하는데 중요하다.

핸드셰이크 신호의 주요 기능으로는

동기화, 흐름 제어, 오류 감지, 상태 표시, 연결 설정, 통신 종료 등이 있다.

 

General Purpose AXI

32비트 데이터 버스로, PL과 PS 간의 Low Rate 및 Medium Rate 통신에 적합합니다.

인터페이스는 direct로 버퍼링이 포함되지 않습니다.

총 네 가지 범용 인터페이스(general purpose interfaces)가 있습니다.

 

Accelerator Coherency Port

APU 내에서 PL과 SCU 간의 단일 비동기 연결로, 버스 폭은 64비트입니다.

이 포트는 APU 캐시와 PL 내 요소 간의 긴밀성을 달성하는 데 사용됩니다.

 

High Performance Ports

4개의 고성능 AXI 인터페이스 FIFO 버퍼는 "버스트" 읽기 및 쓰기 동작을 수용하고,

PS 내의 PL 요소와 메모리 요소 간의 고속 통신을 지원합니다.

데이터 폭은 32비트 또는 64비트이며, PL은 네 가지 인터페이스 모두의 마스터입니다.

 

EMIO Interfaces

EMIO는 두 도메인 간의 신호 전송을 포함하며, 간단한 와이어 연결 세트를 통해 이루어집니다.

따라서 모든 MIO 인터페이스가 EMIO에서 지원되는 것은 아니며,

지원되는 인터페이스 중 일부는 성능이 저하됩니다.

 

연결은 두 개의 32비트 BANK에 배열되어 있습니다.

EMIO를 통해 라우팅되는 인터페이스는 제약 조건 파일에 적절한 항목을 포함하여

지정된 대로 PL의 원하는 외부 핀에 직접 연결되는 경우가 많습니다.

 

이 모드에서는 EMIO가 64개의 추가 입력을 제공할 수 있으며,

해당 출력을 가진 64개의 출력이 가능합니다.

또 다른 옵션은 EMIO를 사용하여 PS를 PL의 주변 장치 블록과 인터페이스하는 것입니다.

 

Other PL-PS Signals

PS-PL 경계를 넘는 다른 신호에는 감시 타이머, 리셋 신호, 인터럽트 및 DMA 인터페이스 신호가 포함됩니다.

 

*Direct Memory Access