关于HPS和FPGA之间的桥接学习笔记（一）

关于HPS和FPGA之间的桥接学习笔记（一）

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为了实现FPGA和HPS之间的存储器共享和数据传输，Altera SoC FPGA提供了两种方式用于FPGA和HPS通信。分别是FPGA to SDRAM和AXI bridge。

FPGA to SDRAM接口是HPS内部的SDRAM控制器提供给FPGA访问HPS内存的接口，AXI bridge是FPGA和HPS之间数据交互的接口，包括f2h、h2f和lw_h2f。

下面分别做简要概述：

1. FPGA to SDRAM
   
   由图可知，FGPA可以通过FPGA to SDRAM接口直接访问HPS端的内存区域。
   支持AXI-3/4协议和Avalon-MM协议。
   此时FPGA是master而HPS是slave。

2. AXI bridge
   AXI bridge在HPS端使用的是AMBA AXI协议，用户在FPGA中逻辑设计时可以使用AXI协议与HPS通信。
   Qsys interconnect实现了AXI协议到Avalon-MM协议的自动转换。
   在通信过程中，如果使用了FPGA-to-HPS Bridge，FPGA 作为Master不仅可以访问HPS的内存，还能访问到HPS的外设。

(AXI（Advanced eXtensible Interface）是一种总线协议，该协议是ARM公司提出的AMBA（Advanced Microcontroller Bus Architecture）3.0协议中最重要的部分，是一种面向高性能、高带宽、低延迟的片内总线。它的地址/控制和数据相位是分离的，支持不对齐的数据传输，同时在突发传输中，只需要首地址，同时分离的读写数据通道、并支持Outstanding传输访问和乱序访问，并更加容易进行时序收敛。
引用来源于http://blog.sina.com.cn/s/blog_13f7886010102x2iz.html

• FPGA-to-HPS Bridge
  地址位宽时32-bit，数据位宽32-bit/64-bit/128-bit用户可以自行设置，ID时8-bit

• HPS-to-FPGA Bridge
  址位宽时30-bit，数据位宽32-bit/64-bit/128-bit用户可以自行设置，ID时128-bit。有0x3FFF0000，接近1G
  的寻址空间。

• Lightweight HPS-to-FPGA Bridge 地址位宽时21-bit，数据位宽只有32-bit，ID时8-bit。寻址空间只有2M，适合数据量不大、速度不快的数据传输。