[發(fā)明專利]一種總線仲裁方法和總線仲裁裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910080361.0
• 申請日: 2009-03-19
• 公開（公告）號: CN101510181A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 林川
• 申請（專利權(quán)）人: 北京中星微電子有限公司
• 主分類號: G06F13/18
• 分類號: G06F13/18
• 代理公司: 北京安信方達(dá)知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 龍 洪;霍育棟

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于片上集成系統(tǒng)(System?on?Chip，簡稱SOC)的數(shù)據(jù)處理方法和裝置，尤其涉及總線仲裁方法和總線仲裁裝置。

背景技術(shù)

片上集成系統(tǒng)中存在多個需要訪問存儲器的功能模塊如處理器、直接內(nèi)存訪問(Direct?Memory?Access，簡稱DMA)、硬件加速器等。系統(tǒng)的存儲器資源包括片外存儲器，如同步動態(tài)隨機存儲器(Synchronous?DynamicRandom?Access?Memory，簡稱SDRAM)，雙倍速率同步動態(tài)隨機存儲器(Double?Date?Rate，簡稱DDR)，NOR閃存等，同時為了方便各個功能模塊之間的通訊，還可能有片內(nèi)共享存儲器，如只讀存儲器(Read?OnlyMemory，簡稱ROM)，隨機存儲器(Random?Access?Memory，SRAM)等。

片上集成系統(tǒng)中處理器和其他功能模塊各自獨立運行，根據(jù)需要訪問各類存儲器資源，每一種存儲器資源有可能同時被多個功能模塊請求訪問(即同時有多個功能模塊向同一存儲器發(fā)出訪問請求)，但是根據(jù)存儲器的物理特性，存儲器一般只允許同時由一個功能模塊讀寫訪問，所以存儲器的訪問需要通過總線仲裁裝置根據(jù)一定的選擇策略，將存儲器訪問權(quán)限授予某個訪問請求，同時臨時掛起其他的訪問請求，直到處理完所有訪問請求。在復(fù)雜的片上集成系統(tǒng)中，并行處理模塊越來越多，模塊的運算處理能力越來越強，存儲效率和系統(tǒng)帶寬漸漸成為芯片性能的瓶頸。

總線仲裁裝置的選擇策略決定了片上集成系統(tǒng)的存儲效率，通常用的總線仲裁策略有以下幾種：

(1)采用輪詢的方式進行仲裁。總線仲裁裝置按照一定的順序?qū)Ω鱾€模塊進行查詢，判斷其是否發(fā)出訪問請求，如果有，則為其分配訪問權(quán)限，此模塊訪問完畢后，按照此順序再查詢下一個功能模塊。

(2)根據(jù)訪問請求的固定優(yōu)先級進行仲裁。各個功能模塊被直接地分配了固定優(yōu)先級，也決定了此模塊發(fā)出的訪問請求的固定優(yōu)先級，此固定優(yōu)先級無法修改具有唯一性。總線仲裁裝置根據(jù)每個訪問請求的固定優(yōu)先級從高到低的順序為訪問請求分配訪問權(quán)限，即當(dāng)存儲器空閑時，固定優(yōu)先級最高的訪問請求先得到訪問權(quán)限，其他的訪問請求等待。

(3)根據(jù)訪問請求的可配置優(yōu)先級進行仲裁。各個功能模塊的可配置優(yōu)先級即靜態(tài)優(yōu)先級(與模塊在系統(tǒng)中的帶寬要求有關(guān))可以由系統(tǒng)通過軟件寄存器進行修改。總線仲裁裝置按照各訪問請求的動態(tài)優(yōu)先級從高到低的順序分配訪問權(quán)限；當(dāng)多個訪問請求的動態(tài)優(yōu)先級相同時，再根據(jù)其固定優(yōu)先級從高到低的順序分配訪問權(quán)限。

以上三種現(xiàn)有的仲裁方法各有利弊，方法(1)使每個模塊機會平等地得到訪問權(quán)限，但不能體現(xiàn)出各個訪問請求的差別。方法(2)簡單易行，方法(3)更加適應(yīng)了不同模塊的訪問帶寬要求，但方法(2)(3)都可能造成某些低優(yōu)先級的訪問請求一直得不到訪問權(quán)限，致使低優(yōu)先級的訪問請求被鎖死，從而有可能導(dǎo)致系統(tǒng)緩沖區(qū)數(shù)據(jù)溢出。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種總線仲裁方法和總線仲裁裝置，避免優(yōu)先級低的訪問請求無法獲得訪問權(quán)限。

在片上集成系統(tǒng)中，各個功能模塊的訪問帶寬可以較為精確地估算出來，同時，各功能模塊的訪問延遲可以通過硬件內(nèi)部的緩存深度計算得到，如果總線仲裁策略中能夠反映功能模塊的訪問特征，則能夠根據(jù)各個訪問請求的差別提供更有利于系統(tǒng)性能的總線仲裁方法。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種總線仲裁方法，包括：總線仲裁裝置根據(jù)各訪問請求的等待時間，調(diào)整各訪問請求獲得訪問權(quán)限的優(yōu)先級，其中，隨著訪問請求的等待時間的增大，提高此訪問請求分配的優(yōu)先級；

總線仲裁裝置按照各訪問請求的優(yōu)先級從高到低的順序分配訪問權(quán)限。

進一步地，上述方法還具有以下特點：

所述總線仲裁裝置為各訪問請求設(shè)置動態(tài)優(yōu)先級；隨著各訪問請求的等待時間的延長，提高各訪問請求的動態(tài)優(yōu)先級；所述總線仲裁裝置按照各訪問請求的動態(tài)優(yōu)先級從高到低的順序為各訪問請求分配訪問權(quán)限。

進一步地，上述方法還具有以下特點：

所述總線仲裁裝置為各訪問請求設(shè)置的動態(tài)優(yōu)先級的初始值是系統(tǒng)根據(jù)發(fā)出此訪問請求的功能模塊在系統(tǒng)中的帶寬要求設(shè)置的靜態(tài)優(yōu)先級。

進一步地，上述方法還具有以下特點：

所述總線仲裁裝置調(diào)整訪問請求動態(tài)優(yōu)先級的方式是：訪問請求的等待時間每增加系統(tǒng)設(shè)定的動態(tài)調(diào)整時間間隔的時長，所述總線仲裁裝置將此訪問請求的動態(tài)優(yōu)先級提高系統(tǒng)設(shè)定的級數(shù)。

進一步地，上述方法還具有以下特點：