AMBA AXI协议中传输ID信号的解释（十二）

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本篇主要是AMBA AXI协议中传输ID信号的解释（十二）

在AMBA AXI协议中，ID（标识符）是实现高效并发传输的核心机制;它是AXI事务的唯一“身份证”，它允许不同的事务（即使访问同一地址）在没有依赖关系时，可以乱序完成，极大地提升了总线效率。

各通道ID信号详解与关联

写地址通道：AWID；标识一个写事务组；从设备/互联必须使用相同的 BID 来回复响应。

写数据通道：WID；AXI3中：匹配对应的 AWID，尤其在交织发送不同ID的数据时。AXI4中：该信号被移除，数据顺序必须严格匹配地址顺序。体现了协议演进：AXI4简化了写事务模型，提升了易用性。

写响应通道：BID；必须与它响应的写地址的 AWID 完全相同。这是主设备将响应（成功/错误）与对应写请求正确关联的唯一依据。

读地址通道：ARID；标识一个读事务组。从设备返回的读数据 RID 必须与此 ARID 一致。

读数据通道：RID；标识返回的数据属于哪个读请求。最后一个数据通过 RLAST 信号标识。主设备根据 RID 和 RLAST 重组数据流。

ID机制的核心价值在于：

实现乱序完成：这是最重要的性能特性。例如，主设备可以发送一个访问慢速外设的请求（ID=0），紧接着发送一个访问快速内存的请求（ID=1）。从设备可以优先完成ID=1的请求并返回数据，总线无需等待ID=0的事务完成。

支持多个未完成事务：主设备可以连续发出多个不同ID的请求，而不必等待第一个完成，从而隐藏访问延迟，提高吞吐量。

资源管理的依据：在从设备或互联内部，需要为不同ID的事务分配独立的追踪资源（如缓冲区），以管理其乱序完成。

在实际设计中，需要关注以下几点：

ID位宽：由系统设计决定，必须保证在任意时刻，主设备发出的所有未完成事务的ID必须是唯一的，否则会造成混乱。

主设备类型：对于单一线程的主设备（如DMA），其所有事务通常使用相同ID。对于多线程主设备（如支持乱序执行的多核CPU），需要为不同线程使用不同ID。

从设备能力：并非所有从设备都支持多ID或乱序返回。简单的外设可能只处理ID=0，或按顺序返回。

假设主设备（Master）发起两个读请求： ARID=0, 地址 A (访问慢速设备) ARID=1, 地址 B (访问片上内存)

从设备（Slave）可能的返回顺序是： RID=1, 数据 Data_B, RLAST=1 (B的请求先完成) RID=0, 数据 Data_A, RLAST=1 (A的请求后完成)

主设备根据 RID 将数据正确分发给各自的请求者，即使返回顺序与请求顺序相反。

总结与建议

总而言之，AXI的ID信号是实现高带宽、低延迟并行传输的基石。理解它的要点是：相同ID保序，不同ID可乱序。

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