正确理解AvalonMM总线的动态地址寻址DynamicAddressing

目前Nios已经取消了Native寻址模式（即从设备到主设备寄存器直接映射），全部采用了Dynamic寻址模式，查找了目前存在的一些资料，尤其是某些教程，还在使用Native模式，对Dynamic动态模式避而不谈，还有好多资料摸棱两可，说的模模糊糊，感觉应该是没吃透这个东西，要么就是调试程序的使用使用固有的2或者4方法，其实为什么这么做，可能也不知道。下面根据查询官方手册，给出我的理解。

以下所说的32bit，16bit表示的都是数据宽度。
所有的寄存器都是8bit的！！
在Master来看，一个地址只对应一个寄存器！！！

动态地址对齐方式是将MM从设备的地址空间连续地映射到主设备空间。内存类型的从设备控制器应该采用这种方式。在这种方式下，主设备的每一次读传输（或写传输）对应从设备一次或多次读传输（或写传输）。譬如，主设备数据宽度为32bit，从设备为16bit，则主设备每发起一次读传输，从设备将被读两次，用于返回32bit数据（由Avalon Interconnect Fabric逻辑插入状态机实现，用户无需关心具体实现），同理，每一次写操作，从设备执行两次写入操作。Dynamic对齐方式数据宽度限定为8*2^n次方，即只能为8 16 32 64等值

在软件编程时，使用IOWR_32DIRECT（数据位宽为32位）、IOWR_16DIRECT（数据位宽为16位）、IOWR_8DIRECT（数据位宽为8位）进行写操作
在软件编程时，使用IORD_32DIRECT（数据位宽为32位）、IORD_16DIRECT（数据位宽为16位）、IOWR_RDIRECT（数据位宽为8位）进行写操作

IOWR_8DIRECT(基地址、地址偏移量、数据)，地址偏移量 = 寄存器编号1
IOWR_16DIRECT(基地址、地址偏移量、数据)，地址偏移量 = 寄存器编号2
IOWR_32DIRECT(基地址、地址偏移量、数据)，地址偏移量 = 寄存器编号*4

IORD_8DIRECT(基地址、地址偏移量)，地址偏移量 = 寄存器编号1
IORD_16DIRECT(基地址、地址偏移量)，地址偏移量 = 寄存器编号2
IORD_32DIRECT(基地址、地址偏移量)，地址偏移量 = 寄存器编号*4

这里引出个问题，这个乘1、2、4是怎么来的？

2.1 8 bit

比如，外设中的数据长度为256，数据宽度为8bit。那么在外设中的数据存放方式为

在Dynmatic动态寻址模式下，master读入到Avalon MM 的时候是这样的

根据上面的表格，当采用指令IORD_32DIRECT(BASE,OFFSET)的时候，读出的数据是32bit的也就是是4个字节，或者称为4个寄存器。有如下规律：

IORD_32DIRECT(BASE,0) //得到第一组4个寄存器（0-3）数据
IORD_32DIRECT(BASE,4) //得到第二组4个寄存器（4-7）数据


如果要单独读取某一个寄存器，那么就是用提供的API

IORD_8DIRECT(BASE,0) //得到第1个寄存器（0）数据
IORD_8DIRECT(BASE,1) //得到第2个寄存器（1）数据


这才解释了上面引用的代码IORD_8DIRECT(基地址、地址偏移量)，地址偏移量 = 寄存器编号*1这里的1是如何来的。

2.2 16bit

理解了8bit的之后，16bit数据就需要理解一下原始的数据存放方式中的地址，到底是不是所谓的寄存器地址了，之前说了，寄存器的数据宽度是8bit的，这个是永远不会变化的，而且master看每个地址只有一个8bit字节。综合这两句话，可以知道，其实每个16bit的数据实际上是由两个寄存器数据组成的，这样我们就需要重新排列以下原始数据了。

外设中的数据长度为128，数据宽度为16bit。那么在外设中的数据存放方式为

在Dynmatic动态寻址模式下，master读入到Avalon MM 的时候是这样的

看没看到，实际上和8bit的时候是一样一样的，这个也就是为什么说将Native寻址模式干掉的原因了，因为无论外部如何变化，采用动态寻址的模式，到内部的寄存器排列模式是一摸一样的。这样就理解了Altera的那句使用Dynamic更加便捷的原因了。
有代码

IORD_32DIRECT(BASE,0) //得到第一组2个16bit 4个寄存器（0-3）数据
IORD_32DIRECT(BASE,4) //得到第二组2个16bit 4个寄存器（4-7）数据


同样如果要单独读取某一个16bit数据（2个寄存器），那么就是用提供的API

IORD_16DIRECT(BASE,0) //得到外设地址0x00上的1个16bit 2个寄存器（0-1）数据
IORD_16DIRECT(BASE,2) //得到外设地址0x01上的1个16bit 2个寄存器（2-3）数据


解释了上面引用的代码IORD_16DIRECT(基地址、地址偏移量)，地址偏移量 = 寄存器编号*2这里的2是如何来的。

总结起来就是这样：
无论外部设备上的地址或者数据宽度如何变化，我（master）从AvalonMM总线上读取过来的数据都是一片连续的由8bit寄存器组成的内存空间，具体表示的数据是多少位的，通过3种不同的API（8DIRECT、16DIRECT、32DIRECT）来去读取或者截取就好了，只需要计算好响应的寄存器变量下表就完事儿。

2.3 32bit 和64 bit

这样32bit和64bit，甚至更多，也就很好理解了。这里面唯独有一个特殊的就是32bit，因为32bit是和master一样的数据宽度，实际上无论是原来的静态寻址Native模式还是Dynamic动态模式都无所谓了，可以采用原来的Native模式下的APIIORD(BASE, REGNUM) ，主意，这里的REGNUM看样子说的是寄存器，实际上这里的寄存器是32bit的，也就是说是实际寄存器的4倍！！！就是因为很容易混淆，所以我个人极力不推荐采用原始的API。

最后附一个官方的新图

实在不想吐槽官方，给的图实在是看的不是通透，注意第二列 是Access，表示的是Master向Avalon MM总线第几次访问的次数！！！不是表示的偏移量！！！这个图的意思就是如果Slave是8bit的数据宽度，那就访问4次，得到全部32bit数据，如果是16bit，就访问2次…根本不是表示数据地址排列的，也没法指导怎么写API。