跟李凡老师学FPGA本地接口设计：LIP基础（20170502课堂笔记）

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        这个流水线，是真正的pipeline。
        但是含义跟同步电路里的流水线还是有所不同。
        这边的流水线pipeline，指的是主从之间的传输。
        主从之间进行存储器映射的时候是发送有地址的。
        每一个地址，每一次传输的读写命令是连续进行的。
        第一拍读一个地址，第二拍读另外一个地址。
        实际上这种传输呢，在我们以前写静态存储器的时候，大多都是这样，我们可以随机地访问嘛。
        第一拍读一个地址，第二拍读另外一个地址。
        在接口上，流水线的传输是非常的典型。

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        流水线的传输指的是什么呢？
        就是指的，在传输的过程之中，数据、地址是连续进行传输的，连续传输仍然用到pipeline这个词。
        这个时候就会有一个特殊的状态了，就是称之为Wait-State和流水线潜伏期Pipline latency。
        这个PPT理解起来可能有点问题。
        我们还是讲一个故事。
        刚才我们讲了两个故事，一个是储蓄所业务，是典型的存储器传输的握手waitrequest。
        第二个呢，是固定周期的，我们用工商所的业务。
        而对于流水线传输，我们讲一个车管所的业务。

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        当我们到车管所考驾照的时候，当你报名登记了以后，车管所有你的档案，它知道你要来学车拿本。
        但是它不同于储蓄所。
        它不可能你排队，立刻就给你发的。
        这是第一点。
        它不同于储蓄所。
        第二，它也不同于工商所。
        当你登记了以后，它绝对不会象工商所那样，一周以后过来给你发本。

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        它不同于工商所，它不是一个固定周期。
        而是登记了以后，它知道你要办什么业务，但是它要有一个可变潜伏期。
        它要有一个非常长的阶段。
        这个可变潜伏期，你要考科目一、科目二、科目三、科目四。
        每一个科目都要过。
        有些科目过得快，有些科目可能有些障碍，反反复复地去考。
        有的时候两三个月，半年，甚至更长时间都有。
        这就变成了一个可变潜伏期。
        说不好，是不是？

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        你是主机，你是发布命令的主导者。
        给你发本的车管所，这个时候它是从机。
        它不能给你确定下来，什么时候给你返回信息。
        这个阶段称之为可变潜伏期。
        流水线潜伏期Pipline latency就是，当你申请了学车以后，什么时候拿本了，那个潜伏期。
        而不同之处，仍然有一个等待周期Wait-State。
        这个等待周期，跟储蓄所一模一样。
        比如说你到车管所去报名，前面有很多人排队。
        这个时候是一样的。
        所以说你到车管所去学车的时候，有两种业务，第一种业务就是waitrequest，就是储蓄所的业务。
        你仍然要排队要取号。

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        取号登记以后，车管所才知道你要办理什么业务，才知道你是要学C本，还是要学A本。
        没有叫到你之前，车管所还是不知道你要干什么。
        所以说等待状态仍然有。
        过了等待状态，车管所知道你要干什么了，但是绝对不会立即给你发本，也不会告诉你固定的周期，而是要过科目一、科目二、科目三、科目四。
        所以说这个是等待状态和流水线潜伏期的区别。
        Altera的Avalon的流水线，它只支持流水线的读，并不支持流水线的写，等会我们再来解释。

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        流水线的读，每一拍读一个数，可以是走它的流水线。
        既然是读嘛，主机和从机之间，就只有从机返回给主机的数据，而没有主机给从机的写数据，并不支持流水线的写。
        主机会发给从机的控制信号，仍然是读控制信号，主机说了算。
        说读就读，说不读就不读。
        主机仍然是主控的。
        说走就走说停就停。
        并且呢，在读的时候要给出地址，是存储器映射嘛。
        而从机呢，这个时候会反制主机的控制信号，有两个，一个是waitrequest，是储蓄所业务。
        就是说，叫号没叫到你的时候，它忙了，你得等着。

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        你到车管所去学车的时候，排队，你得先登记啊。
        登记的时候前面有很多人。
        你拿到号你得等着。
        这个时候车管所不知道你要干什么，它不知道你要做什么样的请求。
        你得等着。
        Readdatavalid，这个信号就是流水线潜伏期了。
        这个信号是什么意思呢？
        这个信号是车管所已经知道你要干什么了。
        就是waitrequest已经过了，已经登记了。
        什么时候发本呢？
        取决于你过的科目了。
        直到科目四全部通过了，给你叫号给你发本。
        Readdata。
        所以说这个时候，从机反制主机的有两个信号，就是waitrequest和readdatavalid。
        而主机仍然是用它的主导信号，读信号来控制从机。
        主从之间都有发出叫停的权利，有响应叫停的义务。
        我们先把这张时序图分析完。

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        在时刻1，主机发出了第一个地址。
        第一个地址对应的是第一个数据。
        Addr1对应的是data1。
        是读。
        主机发出了Addr1，发出了读命令。
        在第一拍上，从机发的是waitrequest，右侧逼近是一个低电平。
        说明从机不忙，刚好车管所排队登记，这个时候没有人。
        这样到第二拍，主机捕获到waitrequest为低电平。

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        主机就知道，它第一拍发出的读请求，从机已经应答了，车管所已经接受了你的请求。
        于是主机可以做什么事情呢？
        主机可以将它的读命令撤销掉，或者接着发新的读命令。
        在这个时序图上，第二拍，由于捕获到waitrequest为低电平，接着主机发第二个读请求，第二个地址，同时从机在第二拍上发出了readdatavalid。
        Readdatavalid就是我们说的拿本的那个信号。
        当然这个太快了，跟故事有些差异。
        在第二拍上，readdatavalid从机发出了数据的应答信号，因为它不忙，立即就把数据就给了。