Avalon Interface contents
1. Giới thiệu về Avalon Bus
2. Clock Interfaces
3. Avalon Memory-Mapped Interfaces
4. Interrupt Interfaces
5. Avalon Memory-Mapped Tristate Interfaces
6. Avalon Streaming Interfaces
7. Conduit Interfaces
I. Giới thiệu về Avalon Bus
Avalon Bus là một hệ thống giao tiếp đơn giản được Altera
thiết kế nhằm giúp người học về FPGA dễ dàng kết nối các thiết bị
của hệ thống được thiết kế trong FPGA. Avalon là môt thành phần
không thể thiếu trong các hệ thống tích hợp trên một chip khả trình (
SOPC)
Avalon được thiết kế để có thể hoạt động ở 2 môi trường là môi
trường truyền tốc độ cao, và môi trường ứng dụng ánh xạ bộ nhớ có
tốc độ thấp hơn.
Tùy vào mỗi ứng dụng, mỗi thành phần khác nhau mà bạn thiết
kế trong FPGA mà bạn phải chọn mỗi interface khác nhau của
Avalon. Có 6 interface như sau:
Avalon Memory Mapped Interface (Avalon-MM)—an
address-based read/write interface typical of master–
slave connections
Avalon Streaming Interface (Avalon-ST)—an interface
that supports the unidirectional flow of data, including
multiplexed streams, packets, and DSP data
Avalon Memory Mapped Tristate Interface—an address-
based read/write interface to support off-chip peripherals.
Multiple peripherals can share data and address buses to
reduce the pincount of an FPGA and the number of traces
on the PCB
Avalon Clock—an interface that drives or receives clock
and reset signals to synchronize interfaces and provide
reset connectivity
Avalon Interrupt—an interface that allows components to
signal events to other components
Avalon Conduit—an interface that allows signals to be
exported out at the top level of an SOPC Builder system
where they can be connected to other modules of the
design or FPGA pins
II. Clock Interfaces
Dung để định nghĩa ( tạo ra) tín hiệu clock và reset cử dụng cho
các thiết bị. một thiết bị thường có thể có một hay nhiều clock input,
nhưng mà hiếm khi có clock output. PLL là điển hình của một thiết bị
vừa có clock input và output.
clock output chỉ bao gồm các tind hiệu clock chứ không bao
gồm tín hiệu reset.
III. Avalon Memory-Mapped Interfaces (Avalon-MM)
Avalon-MM interfaces được sử dụng trong read/write dữ liệu
của các thành phần master và slave trong hệ thống ánh xạ bộ nhớ.
Những thành phần này bao gồm bộ vi xử li, microprocessors,
memories, UARTs, timers, và có master and slave interfaces kết nối
bởi một hệ thống. Avalon-MM có thế mô tả một cách đa dạng các
thiết bị khác nhau, từ SRAM có chu kì read/write đơn giản đến phức
tạp.
Hình sau đây mô tả một hệ thống Avalon-MM
a. Slave
Avalon-MM Slave Port Signals
Signal Type Width Dir Description
Read 1 In Đk đọc dữ liệu
Write 1 In Đk ghi dữ liệu
Address 1-32 In Địa chỉ offset
Readdata 8,16,32,
64,
128,256,
Out Dữ liệu đáp ứng quá trình đọc
512
1024
Writedata 8,16,32,
64,
128,256,
512
1024
In Dữ liệu đáp ứng quá trình ghi
Byteenable 1,2,4,8,
16, 32,
64, 128
In Xác định byte cần truyền hay
đọc trong quá trình ghi hay đọc
dữ liệu
1111 write full 32 bits
0011 writes lower 2
bytes
1100 writes upper 2
bytes
0001 writes byte 0 only
0010 write byte 1 only
0100 write byte 2 only
1000 write byte 3 only
Begintransfer 1 In Sử dụng trong quá trình truyền
dư liệu bất chấp lệnh
waitraquest và vá tín hiệu khác
Waitrequest 1 Out Biểu thị khi slave không thể đáp
ứng tác vụ được yêu cầu
readdatavalid 1 out Xác định quá trình đọc bắt đầu
Burstcount 1-32 In Đếm số lân truyền khối
beginbursttransfer 1 In Bắt đầu truyền 1 khối
readyfordata 1 Out Sẵn sang nhận
dataavailable 1 Out Sẵn sang đọc
resetrequest 1 Out Reset
Slave Timing
Avalon MM là một giao thứ truyền đồng bộ nên tất cả các thành phần
trong hệ thống đều phải đòng bộ theo hệ thống.
Slave Transfers
Đây là sơ đồ tín hiệu truyền dữ liệu sử dụng tin hiệu điều khiển waitquest
Đây là sơ đồ tín hiệu của quá trình truyền dữ liệu ko sử dụng tín hiệu
waitrequest mà sử dụng chu kì writeWaitTime = 2 and readWaitTime = 1.