HDL/VivadoでAXIバスを利用 の履歴(No.2)

メインロジック†

LANGUAGE:verilog
if (writes_done) begin
  mst_exec_state <= INIT_READ;
end else
if (~axi_awvalid && ~axi_wvalid && ~M_AXI_BVALID  && 
        ~start_single_write && ~write_issued && 
        ~last_write) begin
  start_single_write <= 1;
  write_issued  <= 1;
end else 
if (axi_bready) begin
  write_issued  <= 0;
end else begin
  start_single_write <= 0;
end

• axi_bready が立てば次のクロックで write_issued が降りる
• axi_bready が立っていなければ次のクロックで start_single_write が降りる
• 通常は start_single_write が立った次のクロックで axi_bready が立つことは無いので、 start_single_write のパルスは必ず１クロック幅になる

write_issued はここでしか参照されておらず、 start_single_write を立てた後、 まだ axi_bready が検出されていないことを表すフラグになっている。

last_write は続きの書き込み要求があるかどうかを表すフラグ。

• アドレス線 = AWVALID を立てて AWREADY を待つ
• データ線 = WVALID を立てて WREADY を待つ
• 書き込み完了 = M_AXI_BVALID が立ったら BREADY を返す

と言う動作なので、上記の大きな if は

• アドレス線出力中でなく
• データ選出力中でなく
• 書き込み完了待ちでなく
• 書き込み開始フラグが立っておらず
• 引き続きの書き込み要求がない

という条件を表している。

アドレス線†

awvalid を立てて awready を待つ。

awready が立ったら４増やす。

LANGUAGE:verilog
 // axi_awvalid の設定
 // 有効な書き込みアドレスが出力されていることを示す
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1) begin
     axi_awvalid <= 0;
   end else 
   if (start_single_write) begin
     axi_awvalid <= 1;
   end else 
   if (axi_awvalid && M_AXI_AWREADY) begin
     axi_awvalid <= 0;
   end
 end
 
 // 書き込みアドレス
 assign M_AXI_AWADDR   = C_M_TARGET_SLAVE_BASE_ADDR + axi_awaddr;
 
 // axi_awaddr の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0  || init_txn_pulse == 1) begin
     axi_awaddr <= 0;
   end else 
   if (axi_awvalid && M_AXI_AWREADY) begin
     axi_awaddr <= axi_awaddr + 32'h00000004;
   end
 end

データ線†

WVALID を立てて WREADY を待つ

LANGUAGE:verilog
 // axi_wvalid の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0  || init_txn_pulse == 1) begin
     axi_wvalid <= 0;
   end else 
   if (start_single_write) begin
     axi_wvalid <= 1;
   end else 
   if (axi_wvalid && M_AXI_WREADY) begin
     axi_wvalid <= 0;
   end
 end
 
 // axi_wdata の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1 ) begin
     axi_wdata <= C_M_START_DATA_VALUE;
   end else
   if (M_AXI_WREADY && axi_wvalid) begin
     axi_wdata <= C_M_START_DATA_VALUE + write_index;
   end
 end

書き込み完了†

LANGUAGE:verilog
 // axi_bready の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1) begin
     axi_bready <= 0;
   end else 
   if (~axi_bready && M_AXI_BVALID) begin
     axi_bready <= 1;
   end else begin
     axi_bready <= 0;
   end
 end
 
 // Flag write errors
 assign write_resp_error = (axi_bready & M_AXI_BVALID & M_AXI_BRESP[1]);

書き込みデータ数のカウント†

LANGUAGE:verilog
 // write_index の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1) begin
     write_index <= 0;
   end else 
   if (start_single_write) begin
     write_index <= write_index + 1;
   end
 end
 
 // last_write の設定
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1) begin
     last_write <= 0;
   end else 
   if ((write_index == C_M_TRANSACTIONS_NUM) && M_AXI_AWREADY) begin
     last_write <= 1;
   end
 end
 
 // writes_done の設定
 // 書き込み完了は M_AXI_BVALID && axi_bready で判定する
 always @(posedge M_AXI_ACLK) begin
   if (M_AXI_ARESETN == 0 || init_txn_pulse == 1) begin
     writes_done <= 0;
   end else 
   if (last_write && M_AXI_BVALID && axi_bready) begin
     writes_done <= 1;
   end
 end

改造指針†

last_write に write_command_empty を割り当てる

アドレスとデータを適切に切り替える

とすれば良さそう。

メインロジック†

LANGUAGE:verilog
     INIT_READ:
       if (reads_done) begin
         mst_exec_state <= INIT_COMPARE;
       end else
       if (~axi_arvalid && ~M_AXI_RVALID &&
               ~start_single_read && ~read_issued &&
               ~last_read) begin
         start_single_read <= 1;
         read_issued  <= 1;
       end else 
       if (axi_rready) begin
         read_issued  <= 0;
       end else begin
         start_single_read <= 0;
       end

†