[發明專利]仲裁電路及其控制方法

有效

• 申請號: 201110349024.4
• 申請日: 2011-11-08
• 公開（公告）號: CN102467474A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發明（設計）人: 加藤木聰
• 申請（專利權）人: 索尼公司
• 主分類號: G06F13/364
• 分類號: G06F13/364
• 代理公司: 北京市柳沈律師事務所 11105
• 代理人: 周少杰

技術領域

本公開涉及仲裁電路，更具體地涉及配置為優化主機和從機之間的總線控制的仲裁電路和控制該仲裁電路的方法。

背景技術

利用基于設計技術(諸如用于將各種類型的半導體芯片集成到一個芯片中的SoC(片上系統))的復雜和大規模半導體集成電路，兩個或多個器件可以經由總線連接到一個器件，這些兩個或多個器件配置為控制連接的器件。在下文中，要控制的器件稱為從機，而控制其他器件的器件稱為主機。主機可以包括CPU(中央處理器)、DMAC(直接存儲器存取控制器)、GPU(圖形處理單元)等。從機可以包括存儲器控制器、接口端口、視頻存儲器等。

在對從機存在兩個或多個主機的情況下，安排仲裁電路，其中每個主機發送請求信號到仲裁電路，用于請求使用其上傳輸數據的總線。為了防止由主機引起的總線爭用并優化總線控制，仲裁電路仲裁來自主機的請求。接下來，仲裁電路發送授權信號到通過總線仲裁選擇的主機，由此授權對總線的請求。

仲裁電路以各種方式執行總線仲裁。例如，存在固定優先級方法以及循環方法，在固定優先級方法中預先確定總線使用中各主機之間的優先級等級，在循環方法中等同地處理各主機以順序授權請求。

此外，存在通過組合固定優先級等級和循環方法獲得的方法，以及其中預先確定每個主機的總線占用的方法。這里總線占用指示一個數據處理操作必需的總線占用時間和傳輸字數。

例如上述方法的采用取決于通過主機的從機控制中使用的應用程序。然而，在硬件開發階段，沒有建立具體的使用情況，使得通常不清楚將執行什么類型的應用程序。這使得在初始的開發階段難以優化用于執行總線控制操作的仲裁電路的操作。此外，最優的總線控制可以一種使用情況不同于另一種使用情況，由此存在在完成仲裁電路的硬件設計之后，發現總線控制還沒有被優化和引起總線使用之間的爭用的問題。如果任何這些問題出現在任何實際總線仲裁電路上，則必須進行硬件重整從而增加了成本。

為了避免上述問題，提出了一種電路，其中安排每個主機的優先級設置到的優先級寄存器，以通過重寫預設的優先級等級而無需進行硬件重新設計來改變主機的優先級(參考例如日本專利公報No.Hei?8-123634)。根據這一提出的技術，如果承認例如應用規范的變化已經改變主機的優先級等級，則可以優化總線控制，而不重新設計硬件。

在預先確定每個主機的總線占用的情況下，提出了一種裝置，其中在存儲部件中存儲用于每個主機的每個數據處理操作的總線占用，以通過重寫該存儲部件改變總線占用(參考例如日本專利公報No.2000-132505)。利用這樣的裝置，對每個主機預設固定的優先級等級。如果在具有較低優先級等級的主機占用總線時，具有比總線占用主機的優先級等級更高的優先級等級的主機請求數據傳輸，提出的裝置可以授權總線控制給具有更高優先級等級的主機。根據這一提出的技術，如果承認例如應用規范的變化已經改變主機的優先級等級，則可以優化總線控制，而不重新設計硬件。

發明內容

然而，對上述現有技術，如果每個主機的QoS(服務質量)變化，則可能不能優化總線控制而不重新設計硬件。更具體地，如果不同的主機要求不同的QoS，則每個主機的數據傳輸率必須限制到根據每個主機的QoS的帶域(band)。上述現有技術可以在主機的基礎上改變優先級等級，并且在主機的基礎上設置每數據處理操作的總線占用時間。然而，因為上述現有技術不限制總線使用的頻率，所以上述現有技術不能在主機的基礎上將基于總線使用頻率的傳輸率限制到帶域內。更具體地，如果由于例如QoS的改變而改變每個主機的帶域，則要求上述現有技術重新設計硬件。

因此，本公開處理與現有技術的方法和裝置關聯的上述和其他問題，并且通過提供仲裁電路和控制仲裁電路的方法解決處理的問題，該仲裁電路和控制仲裁電路的方法配置為如果每個主機的帶域變化，則優化主機和從機之間的總線控制，而不改變硬件。

在執行本公開時和根據本公開的第一模式，提供一種仲裁電路和用于該仲裁電路的控制方法。該仲裁電路具有使用頻率設置塊，配置為對每個主機設置用于限制每個主機的總線使用頻率的設置值；使用請求管理部分，配置為保持來自每個主機的總線使用請求，并且從保持的使用請求中選擇未授權的使用請求；使用頻率限制塊，配置為對每個主機限制由使用請求管理部分選擇的使用請求，使得每個主機的總線使用頻率將不超過對每個主機設置的設置值；以及使用請求授權塊，配置為從未由使用頻率限制塊限制的、從主機接收的使用請求中，授權任一主機的使用請求。該新穎的配置產生對每個主機限制總線使用頻率的優點。