Avalon匯流排

Nios系統的所有外設都是通過Avalon匯流排與Nios CPU相接的，Avalon匯流排是一種協定較為簡單的片內匯流排，Nios通過Avalon匯流排與外界進行數據交換。

基本介紹

• 中文名：Avalon匯流排
• 外文名：Slave和Master

接口分類

可分為兩類：Slave和Master。slave是一個從控接口，而master是一個主控接口。slave和master主要的區別是對於Avalon匯流排控制權的把握。master接口具有相接的Avalon匯流排控制權，而slave接口是被動的。常見的Avalon的傳輸結構有：Avalon匯流排從讀（slave read），Avalon匯流排帶一個延遲狀態從讀，Avalon匯流排從寫（slave write），Avalon匯流排帶一個延遲狀態從寫。

特點

● 所有外設的接口與Avalon匯流排時鐘同步，不需要複雜的握手/應答機制。這樣就簡化了Avalon總 線的時序行為，而且便於集成高速外設。Avalon匯流排以及整個系統的性能可以採用標準的同步時序分析技術來評估。

● 所有的信號都是高電平或低電平有效，便於信號在匯流排中高速傳輸。在Avalon匯流排中，由數據選擇器(而不是三態緩衝器)決定哪個信號驅動哪個外設。因此外設即使在未被選中時也不需要將輸出置為高阻態。

● 為了方便外設的設計，地址、數據和控制信號使用分離的、專用的連線埠。外設不需要識別地址匯流排周期和數據匯流排周期，也不需要在未被選中時使輸出無效。分離的地址、數據和控制通道還簡化了與片上用戶自定義邏輯的連線 。

其他特性約定

Avalon匯流排還包括許多其他特性和約定，用以支持SOPC Builder軟體自動生成系統、匯流排和外設，包括：

● 最大4GB的地址空間——存儲器和外設可以映像到32位地址空間中的任意位置

● 內置地址解碼——Avalon匯流排自動產生所有外設的片選信號，極大地簡化了基於Avalon匯流排的外設的設計工作

● 多主設備匯流排結構——Avalon匯流排上可以包含多個主外設，並自動生成仲裁邏輯

● 採用嚮導幫助用戶配置系統——SOPC Builder提供圖形化的嚮導幫助用戶進行匯流排配置(添加外設、指定主/從關係、定義地址映像等)。Avalon匯流排結構將根據用戶在嚮導中輸入的參數自動生成

● 動態地址對齊——如果參與傳輸的雙方匯流排寬度不一致，Avalon匯流排自動處理數據傳輸的細節，使得不同數據匯流排寬度的外設能夠方便地連線

外設服務

Avalon 匯流排模組為連線到匯流排的Avalon 外設提供了以下的服務：

■ 數據通道多路轉換——Avalon 匯流排模組的多路復用器從被選擇的從外設向相關主外設傳輸數據。

■ 地址解碼——地址解碼邏輯為每一個外設提供片選信號。這樣，單獨的外設不需要對地址線解碼以產生片選信號，從而簡化了外設的設計。

■ 產生等待狀態（Wait-State）——等待狀態的產生拓展了一個或多個周期的匯流排傳輸，這有利於滿足某些特殊的同步外設的需要。當從外設無法在一個時鐘周期內應答的時候，產生的等待狀態可以使主外設進入等待狀態。在讀使能及寫使能信號需要一定的建立時間/保持時間要求的時候也可以產生等待狀態。

■ 動態匯流排寬度——動態匯流排寬度隱藏了窄頻寬外設與較寬的Avalon 匯流排（或者Avalon 匯流排與更高頻寬的外設）相接口的細節問題。舉例來說，一個32 位的主設備從一個16 位的存儲器中讀數據的時候，動態匯流排寬度可以自動的對16 位的存儲器進行兩次讀操作，從而傳輸32 位的數據。這便減少了主設備的邏輯及軟體的複雜程度，因為主設備不需要關心外設的物理特性。

■ 中斷優先權（Interrupt-Priority）分配——當一個或者多個從外設產生中斷的時候，Avalon 匯流排模組根據相應的中斷請求號(IRQ)來判定中斷請求。

■ 延遲傳輸（Latent Transfer）能力——在主、從設備之間進行帶有延遲傳輸的邏輯包含於Avalon匯流排模組的內部。

■ 流式讀寫（Streaming Read and Write）能力——在主、從設備之間進行流傳輸使能的邏輯包含於Avalon 匯流排模組的內部。