最近的项目要用到Vivado 的FFT IP核，看了一圈网上的教程，虽然很多文章和视频都给出了用法，最后FFT出来的结果也是对的，但是个人仍对s_axis_data_tready、s_axis_config_tvalid这些AXIS协议信号存在一些迷茫，尤其是用FFT核连续处理多帧数据时。

为此，仔细翻阅了一番官方的FFT IP核手册《PG109》，有了一些新的理解，特此记录一番。不足之处，希望看到的有缘人还能批评指正，万分感谢

PS：这里就不贴原文了，给出的都是原文用大模型AI翻译后的结果

1、AXIS协议

Vivado FFT IP核的主机和从机之间通过AXIS协议通信，FFT IP核的数据输入输出、配置信息的输入输出都依赖AXIS协议

AXIS协议具体定义这里就不赘述了，如有需要可自行查阅官方文档《UG1037》，总之主机和从机之间需要进行握手确认后才能进行通信

图3-1展示了AXI4-Stream通道中的数据传输。TVALID由通道的源端（主设备）驱动，TREADY由接收端（从设备）驱动。TVALID表示有效载荷字段（TDATA、TUSER和TLAST）中的值是有效的。TREADY表示从设备已准备好接收数据。当一个周期内TVALID和TREADY均为TRUE时，传输发生。主设备和从设备分别为下一次传输适当地设置TVALID和TREADY。

2、FFT核心的转换时间

FFT核心开始处理一帧数据的条件是：

• a) 上游主控通过提供待处理的数据来请求它处理；
• b) 当核心能够处理数据时。

所选的架构和循环前缀插入（这里用不到）是影响核心何时能够处理新帧的主要配置选项。

接下来的时序图是对实际行为的概括，用于展示核心在处理帧时所经历的各个阶段，以及这些阶段如何（或不能）重叠。各个阶段的长度并非按比例绘制，处理时间可能比输入或输出一帧所需的时间要长得多。特别是，输入数据通道上的TREADY行为并不完全准确，因为数据输入通道会缓冲数据（在非实时模式下为16个符号，在实时模式下为1个符号）。然而，这些数据会一直停留在缓冲区中，直到FFT处理核心准备好接收它们。这些图中的数据输入通道TREADY用于指示FFT处理核心何时需要数据，而不是带有缓冲区的AXI通道何时需要数据。（初见端倪）

3、以Burst I/O架构为例，自然排序输出

自己用到的是Burst I/O架构，流水线架构没用到，因此以Burst I/O架构为例

Burst I/O架构不允许像流水线架构那样实现相同程度的帧重叠。当使用自然顺序输出时，必须处理并卸载一个帧后，内核才能开始加载下一个帧。

（注意：这里指的是FFT处理核心。由于数据输入通道的输入端有一个16数据长度的缓冲区，它可以在处理一帧数据的同时开始预缓冲下一帧数据。对于8点和16点的FFT，它可以预缓冲整个帧。然而，这些缓冲的数据会一直留在缓冲区中，直到FFT核心处理完当前帧。）

图3-44显示了具有自然顺序输出的突发I/O架构的一般变换时序。这需要明确的加载、处理和卸载阶段。上游主设备不断尝试流式传输数据，下游从设备也是如此。这些示例未显示循环前缀的影响，循环前缀会延长卸载阶段。

上游主机将帧A的所有数据加载到FFT的数据输入通道中。当FFT加载这些数据进行处理时，通道中的缓冲区永远不会填满。（个人理解：输入通道数据->缓冲区->FFT核心，这一步骤会持续进行）然而，在帧A发送完后，主控会立即开始发送帧B的数据。在波形中的点A处，数据输入通道中的缓冲区会被填满，因为FFT正在处理帧A并且不再清空缓冲区。这可以在外部表现为s_axis_data_tready变为低电平。数据输入通道保持在从机等待状态，直到点B之前，FFT无法接受来自上游主控的数据。到达点B后，此时，FFT已经卸载了帧A并开始将帧B加载到处理核心中。
这清空了数据输入通道中的缓冲区，解除了上游主控的阻塞，允许其发送帧B的剩余数据。（个人理解：缓冲区已缓存的部分B帧数据加上B帧剩余的数据，组成完整的一帧）随后，这种情况在帧C中重复发生。

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个人理解

首先，明确一下输入数据的路径，是“输入通道数据->缓冲区->FFT核心”
在FFT核心未填满之前，来到缓冲区的每一个数据都会被及时送到FFT核心（就像快递分拣线上的快递一样，快递就是数据，分拣线就是缓冲区）
但是如果FFT核心被填满后（到达设定点数），FFT核心就不再接收数据，缓冲区的数据会一直停留在缓冲区，不会消失（相当于装满了一车快递，没地方装了，但是快递分拣线上的快递还在）

TREADY信号并不完全代表FFT核心此时的忙碌状态，更确切地说，其代表FFT核心及其缓冲区共同的工作状态

• 核心未满，缓冲区必然未满，TREADY信号拉高
• 核心已满，缓冲区未满，TREADY信号仍然会被拉高，而与此同时，FFT核心已经正在处理当前帧的数据
• 核心正忙，（可能是由于上一帧数据仍在处理，或者是处理结果还未输出）且缓冲区已满，TREADY信号会被拉低；因为核心无法卸载输入缓冲区的数据，需要提示上游主机停止发送数据

也就是说，TREADY信号的持续时间会比缓存完整一帧所需的时间要更长一些；多出来的这部分时间里，如果主机仍在向FFT核发送下一帧的数据，那么下一帧数据前半部分会被缓存到缓冲区（不超过缓冲区），缓冲区被填充满后，FFT核心这时也拉低TREADY信号，表示不再接收数据了，因此上游主机收到提示后需要停止发送数据（表现为数据地址不再增加）

如果主机在发送完当前完整一帧后不再发送下一帧的数据，那么缓冲区将一直保持未满的状态，因此TREADY信号会持续拉高（见下图）

当FFT核心处理完上一帧的数据后，会将其重排序后（自然顺序输出）输出；上一帧的数据清空后，FFT核心会重新拉高TREADY信号，表示可以上游主机可以继续发送数据，同时FFT核心会将缓冲区缓存的数据优先卸载，以便下一帧数据不被阻塞；上游主机收到TREADY信号后，继续发送数据 （表现为数据地址继续增加），直到再次发送完完整的一帧，以此类推（也就是图3-44的波形）

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4、区别和对比

接下来的内容仍是官方文档，可以对比上文的结论来验证

这里的重点是：

1. AXI接口上数据输入通道的活动不一定与FFT内部的活动相关。例如，在点A之前，通道加载了帧B的部分样本数据，但FFT内部仍在处理帧A。  
2. 上游主机不能总是无视s_axis_data_tready而连续流式传输帧数据。  
3. FFT在加载下一帧之前会先卸载当前帧。

图3-45与图3-44类似，不同之处在于FFT配置为具有位反转输出。由于上游主设备始终提供数据，帧的加载和卸载可以重叠。
图3-46与图3-45类似，不同之处在于上游主设备直到核心开始刷新帧A时才提供帧B的数据。由于核心已经开始刷新帧A，它会在加载帧B之前完成此操作。帧的加载和卸载不重叠。

在此示例中（图3-46的例子），s_axis_data_tready 在点 A 保持高电平。

将帧 A 加载到核心中耗尽了数据输入通道中的缓冲区，并且由于上游主机未发送任何新数据，缓冲区为空。核心已准备好在A点接收新的帧数据，尽管目前无法对其进行任何处理。（对应核心已满，但缓冲区未满的状态）

在点 B，上游主机开始发送帧 B 的数据。这填满了数据输入通道中的缓冲区，但由于核心正在刷新帧 A，无法及时处理缓冲区的数据，因此缓冲区会被帧B的数据填满，核心通过等待状态暂停上游主机，令其停止发送帧B的剩余数据。（对应核心已满，缓冲区也已满的状态）

在点 C，核心已开始加载帧 B 以进行处理，因此缓冲区被清空，可以接受更多数据以完成帧 B。（对应核心得到释放，重新开始处理数据以及加载缓冲区数据）

图3-45与图3-46情况的关键区别在于，图3-45中的主机在前一帧的处理阶段提供了新的帧数据。因此，核心知道有新帧即将到来，所以在处理完成后，它开始加载新帧，同时将旧帧刷新出去。而在图3-46中，主机在处理阶段未提供数据（因此也未告知核心会有新帧），因此当核心完成帧处理后，会进入刷新阶段，此时无法再加载新帧。即使主机在卸载开始后的一个周期提供了新帧的样本，该样本也要等到核心完成旧帧的卸载后才会被加载。