AXI4自定义FPGA外设理论基础

1、理论目的

在前面的基于AXI4的自定义GPIO的实验中，大概地了解了AXI4的工作模式，即以寄存器为缓冲，实现操作和传输。那个实验只是将自定义的FPGA连接到现成的IP核上，形成一个简单的AXI4核。内容相对简单，也没有过多的探究每个模块的具体作用，只是将引出的寄存器采用简单逻辑进行了赋值。这次的目的是通过再次改变自定义IP核的内容，具体感受AXI4的接口设计。为后面更加复杂的设计打下坚实的基础。

2、理论内容

在AXI4的理论部分已经介绍了AXI4的通道模型、握手模型、仲裁模型和架构模型。这次就是通过vivado提供的IP核的应用，具体的对应到所使用的模块。通过在原基础上的修改，感受AXI4的使用方法。前面的一节实验已经完成了软件调试的说明。这里主要关注作为从机的AXI4协议的具体架构。一般来说，五个通道都是具有的。每个通道内部的逻辑又可以仔细细分。所以，接下来的实验的目的是通过区分每个通道的信号的作用，来实现对AXI4协议的理解。也就是需要5个理论模块来验证实际功能。

这里先创建好工程，具体操作后面的内容会提到。这里主要对通道的信号做一次具体化。

对于一个通道，时序由时钟控制（可能和其他通道共用），有一个准备信号和准备完成信号。这两个信号实现握手。还有其他的信号在具体的端口中列举。其他的通道也是采用这个这个思路分析：先找握手信号，再找对应的寄存器操作。

后续的功能验证依旧采用流水灯模块。

3、理论总结

这次的实验目标是通过分析自定义AXI4的功能端口，得到如何设计AXI4的FPGAIP核。设计始终输出模式，输出流水灯四位信号。利用软件直接读取这个流水灯数据。然后转到PS的输出端。这就是将前面的软件逻辑转移到硬件上，可以减轻软件的工作压力。