AXI4-Stream協議是一種用來連線需要交換資料的兩個部件的標準介面，它可以用於連線一個產生資料的主機和一個接受資料的從機。當然它也可以用於連線多個主機和從機。該協議支援多種資料流使用相同共享匯流排集合，允許構建類似於路由、寬窄匯流排、窄寬匯流排等更為普遍的互聯。AXI4-Stream介面的訊號線定義如圖1所示^[1]。比較重要的訊號線有：

ACLK為時鐘線，所有訊號都在ACLK上升沿被取樣；

ARESETn為復位線，低電平有效；

TVALID為主機資料同步線，為高表示主機準備好傳送資料；

TREADY為從機資料同步線，為高表示從機準備好接收資料；這兩根線完成了主機與從機的握手訊號，一旦二者都變高有效，資料傳輸開始。

TDATA為資料線，主機發送，從機接收。

TKEEP為主機資料有效指示，為高代表對應的位元組為有效位元組，否則表示傳送的為空位元組。

TLAST為主機最後一個字指示，下一clk資料將無效，TVALID將變低。

TID，TDEST，TUSER均為多機通訊時的訊號，這裡不涉及，不予考慮。

看到這裡，可能大家都還對Stream沒有一個直觀的認識。其實Stream並不陌生，在我們學c++程式設計時，一定會包含<iostream>，這樣就可以完成控制終端對程式的輸入輸出了。如果還是不夠直觀，想象一下連續不斷的水流，永遠向著一個方向以固定的速度輸送的介面。以我們看視訊為例，視訊檔案本來是儲存在硬盤裡的，怎麼播放呢，不能一下子把整個檔案都顯示到螢幕上，而是以一定的速度，連續不斷地輸出到螢幕上（每秒30~60幀），這個過程就是流Stream介面完成的。

Xilinx提供的流式IP核有很多用途，可以實現音訊流、視訊流、資料流到記憶體或者相反方向的傳輸。有人問了，記憶體是PS控制的，怎麼才能把PS裡DDR2的內容以Stream形式發出去呢（例如以固定速度送往DA，完成訊號發生器的設計）？答案就是利用AXI匯流排做轉換。ZYNQ的PS部分是ARM Cortex A9系列，支援AXI4，AXI-Lite匯流排。PL部分也有相應AXI匯流排介面，這樣就能完成PS到PL的互聯。僅僅這樣還不夠，需要PL部分實現流式轉換，即AXI-Stream介面實現。Xilinx提供的從AXI到AXI-Stream轉換的IP核有：AXI-DMA，AXI-Datamover，AXI-FIFO-MM2S以及AXI-VDMA等。這些IP核可以在XPS的IP Catalog視窗中看到。

AXI-DMA：實現從PS記憶體到PL高速傳輸高速通道AXI-HP到AXI-Stream的轉換；

AXI-FIFO-MM2S：實現從PS記憶體到PL通用傳輸通道AXI-GP到AXI-Stream的轉換；

AXI-Datamover：實現從PS記憶體到PL高速傳輸高速通道AXI-HP到AXI-Stream的轉換，只不過這次是完全由PL控制的，PS是完全被動的；

AXI-VDMA：實現從PS記憶體到PL高速傳輸高速通道AXI-HP到AXI-Stream的轉換，只不過是專門針對視訊、影象等二維資料的。

除了上面的還有一個AXI-CDMAIP核，這個是由PL完成的將資料從記憶體的一個位置搬移到另一個位置，無需CPU來插手。這個和我們這裡用的Stream沒有關係，所以不表。

這裡要和大家說明白一點，就是AXI匯流排和介面的區別。匯流排是一種標準化介面，由資料線、地址線、控制線等構成，具有一定的強制性。介面是其物理實現，即在硬體上的分配。在ZYNQ中，支援AXI-Lite，AXI4和AXI-Stream三種匯流排，但PS與PL之間的介面卻只支援前兩種，AXI-Stream只能在PL中實現，不能直接和PS相連，必須通過AXI-Lite或AXI4轉接。PS與PL之間的物理介面有9個，包括4個AXI-GP介面和4個AXI-HP介面、1個AXI-ACP介面，均為記憶體對映型AXI介面。

上面的IP是完成匯流排協議轉換，如果需要做某些處理（如變換、迭代、訓練……），則需要生成一個自定義Stream型別IP，與上面的Stream介面連線起來，實現資料輸入輸出。使用者的功能在自定義Stream型別IP中實現。