用于片上系统的带宽控制方法技术方案

本公开内容涉及一种片上系统中的带宽控制方法，所述片上系统包括：至少一个首要主模块、至少一个次要主模块、至少一个从模块、以及通过通信链路连接到每个模块的总线，所述总线包括互连单元，所述互连单元用于使至少一个公共从模块经由至少一个公共路径部分与至少一个首要主模块以及与至少一个次要主模块进行通信，所述方法包括针对每个公共从模块执行的以下步骤：对由首要主模块发出的访问所述公共从模块的第一请求进行第一检测；定义与所述公共从模块相关联的阻塞时间Dj；在所述阻塞时间Dj期间，阻塞在次要主模块和所述公共从模块之间的所述至少一个公共路径部分上的任何数据传送。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于片上系统的带宽控制方法、设备及系统
本公开内容涉及芯片上的系统领域，芯片上的系统常被称为术语片上系统(systemonchip)或其英文缩写SoC。更具体而言，本公开内容涉及一种其中的模块之间的互连是由内部计算机总线实现的片上系统。
技术介绍
片上系统(SoC)是嵌入在芯片上的完整系统，该芯片可以包括一个或多个处理器、存储器、接口外围和/或用于执行复杂功能所必须的其它组件。SoC通常具有分层架构：“主”模块(mastermodule)对称为“从属(slave)”的模块执行访问读或写请求。例如，典型的主控(master)是直接存储器访问(DMA)的处理器或控制器；典型的从属(slave)是存储器或网络外围设备。主控和从属之间的互连通常由与一个或多个通信协议兼容的内部计算机总线负责。例如，AMBA(“高级微控制器总线架构”)协议是现今广泛使用的通信标准，尤其用于SoC多处理器。该协议下降到若干版本和变体，例如包括AHB(“高级高性能总线”)和AXI(“高级可扩展接口”)，其更特定地专用于通过突发来高速传送数据。参照图1，计算机总线B确保k个主模块Mi,i∈[[1,k]]和n个从模块Sj,j∈[[1,n]]之间的互连。总线B包括：k个从端口(slaveport)PSi,i∈[[1,k]]，在每个从端口上连接有一个主模块；以及n个主端口(masterport)PMj,j∈[[1,n]]，在每个主端口上连接有一个从模块(slavemodule)。因此，该总线被每个主模块视为从属，而被每个从模块视为主控。可以在总线端口和模块之间的每个链路上根据专用通信协议发送数据。总线B包括内部路由单元，例如图1中由虚线箭头示出的一级或多级开关(switch)。这些单元确保对主控和从属之间的通信的路由。图1中示出的总线B进行k个主控中的一个与n个从属中的一个之间的所有可能的互连(或k*n个互连)。以这种方式，从属S1可以例如接收由若干主控发送的请求，并且该若干主控对从属具有交替共享的访问权。例如，在主控M2保持待机时，主控M1可以访问S1。一旦M1所进行的访问终止，主控M2就可继而获得对S1的访问权。在高优先级访问必须非常快速地进行的情况下，这些延迟被证实是特别令人烦恼的。这种情况例如对于具有根据RTCADO–254标准的紧急程度等级A的片上系统，其上的故障甚或事务处理迟缓会带来灾难性后果，诸如专用于飞机命令控制的片上系统。另外，某些片上系统在高优先级首要主控和低优先级次要主控之间进行物理区分。在这种系统上，由首要主控请求的访问必须优先于由次要主控请求的访问；因此，当首要主控保持待机时对涉及次要主模块的正在进行的事务的阻塞会带来严重后果。现在，大多数市场上出售的计算机总线AMBA不提供对主控和从属之间的事务的控制，并且不对若干主控之间的优先级进行管理。
技术实现思路
本专利技术的目标是解决现有技术中的问题。为此，本专利技术具体地涉及片上系统中的带宽控制方法，该片上系统包括：至少一个首要主模块、至少一个次要主模块、至少一个从模块以及通过通信链路连接到每个模块的总线，该总线包括：互连单元，其用于使至少一个公共从模块通过路由的至少一个公共部分与至少一个首要主模块以及与至少一个次要主模块进行通信，该方法包括针对每个公共从模块进行的以下步骤：对由首要主模块发送的针对所述公共从模块的第一访问请求进行初始检测，确定与所述公共从模块相关联的阻塞时间段，在所述阻塞时间段期间，阻塞去往次要主模块和所述公共从模块之间的公共路线的至少一部分的任何数据传送。特定地，所描述的方法为想要访问公共从模块的任何首要主模块保留带宽，其中，两者是通过市场上出售的任何计算机总线AMBA互连的。因此，不必使计算机总线AMBA针对片上系统在紧急程度等级上的需求进行适应。附图说明本专利技术的其它特征、目标以及优点将从下面的描述中显而易见，这些描述纯粹是解释说明而非限制性的，并且必须结合附图来进行考虑，其中：图1示意性地示出了已知的片上系统。图2示意性地示出了两个连续的事务。图3示出了在进行读期间发送的AXI协议的信号序列。图4示出了在进行写期间发送的AXI协议的信号序列。图5a到5d示出了根据本公开内容的带宽控制方法的步骤的图。图6示出了与公共从模块相关联的计数器的值作为检测到的请求的函数随时间的演变。图7示意性地示出了根据本公开内容由带宽控制设备保护的片上系统。具体实施方式先前已对图1进行了描述。参照图2，主控和从属之间的TRANS0、TRANS1事务包括至少两个阶段。具体地，在第一请求阶段，主模块请求访问从属，该从属接受或拒绝该访问。如果访问被接受，则第二传送阶段DATA0、DATA1开始，在该第二传送阶段DATA0、DATA1中，在进行写的情况中，通过突发将数据从主控传送到从属，或者在进行读的情况中，通过突发将数据从从属传送到主控。在请求阶段和传送阶段的每个阶段中，在主控和从属之间在并行信号上交换信息。为了进行读或写中的事务，必须根据有序序列来对信号进行设置(包括请求阶段和传送阶段)。诸多现象能够指示主控和从属之间的通信路线上相当大的带宽消耗。首先，如果数据的分别的传送阶段DATA0、DATA1的分别的持续时间T0、T1过长。另外，如果由同一主控针对同一从属的两个连续的事务TRANS0和TRANS1的开始之间经过的时间TI1过短。AXI协议定义了唯一接口用于描述主模块和从模块、主模块和总线的从端口、或者总线的主端口和从模块之间的事务：-两个专用于读的信道(一个控制信道以及一个数据信道)；-三个专用于写的信道(一个控制信道、一个数据信道以及一个响应信道)。这些信道均单向地传送由源发送的一组信号。例如，读控制信道传送从主控到从属的请求信号，而读数据信道从从属向主控返回数据载波信号。现在将详述用于根据AXI协议进行读和写的定位序列的两个示例。根据AXI协议的读示例图2示出了例如用于根据AXI协议、在4个数据传送中完成的读的信号的设置序列。在下表中列出了所使用的信号的功能：参考图2，根据AXI协议的读事务包括以下步骤。信号ACLK与时钟源同步。主控发出信号ARADDR，信号ARADDR包含主控想要给予读访问权的从属的读地址A。同时，主控将信号ARVALID设置为1，以向进行接收的从属表示地址A的有效性。该从属通过设置信号ARREADY来确认地址A的可用性。然后，该主控将信号RREADY设置为1，以向该从属表示该主控已准备好读数据。然后，由该从属将该读数据发送到信号RDATA。图2示出了4个传送D(A0)、D(A1)、D(A2)和D(A3)的突发。在每个传送期间，信号RVALID被从属设置为1，以向主控表示数据的有效性。为了向主控表示一个传送是最后的传送，在最后的传送D(A3)的开始将信号RLAST设置为1。图2中示出的读是在13个钟摆(clockstroke)(在钟摆T0和T13之间)中进行的，其中包括针对单个数据传送阶段的8个钟摆。根据AXI协议的写示例图3示出了用于根据AXI协议、也在4个数据传送中完成的写的定位信号的序列的示例。在下表中列出了所使用的信号的功能：参照图3，根据AXI协议的读事务包括以下步骤。信号ACLK同步到时钟源。主控发送AWADDR信号，该AWAD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种片上系统中的带宽控制方法，所述片上系统包括：至少一个首要主模块(Ma)、至少一个次要主模块(M1,…,Mk)、至少一个从模块(S1,…,Sn)、以及通过通信链路连接到每个模块的总线(B)，所述总线(B)包括互连单元，所述互连单元用于使至少一个公共从模块经由至少一部分公共路线与至少一个首要主模块以及与至少一个次要主模块进行通信，所述方法包括针对每个公共从模块(Sj)执行的以下步骤：对由首要主模块(Ma)发送的对所述公共从模块(Sj)的第一访问请求进行第一检测(DET1)；确定(CALC)与所述公共从模块(Sj)相关联的阻塞时段Dj；在所述阻塞时段Dj期间，阻塞(BLOCK)次要主模块(Mi)和所述公共从模块(Sj)之间的所述至少一部分公共路线上的任何数据传送。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.03.06 FR 13520171.一种片上系统中的带宽控制方法，所述片上系统包括：至少一个首要主模块(Ma)、至少一个次要主模块(M1,…,Mk)、至少一个从模块(S1,…,Sn)、以及通过通信链路连接到每个模块的总线(B)，所述总线(B)包括互连单元，所述互连单元用于使至少一个公共从模块经由至少一部分公共路线与至少一个首要主模块以及与至少一个次要主模块进行通信，所述公共从模块是指多个并行的主模块能够通过所述总线(B)对其进行访问的从模块，所述方法包括针对每个公共从模块(Sj)执行的以下步骤：对由首要主模块(Ma)发送的对所述公共从模块(Sj)的第一访问请求进行第一检测(DET1)；确定与所述公共从模块(Sj)相关联的阻塞时段Dj；在所述阻塞时段Dj期间，阻塞(BLOCK)次要主模块(Mi)和所述公共从模块(Sj)之间的所述至少一部分公共路线上的任何数据传送。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一检测(DET1)使得与所述公共从模块(Sj)相关联的重复计数器(Cj)计数增加(INCR)，与所述公共从模块(Sj)相关联的所述阻塞时段Dj随所述重复计数器(Cj)的值vj而增大。3.根据权利要求2所述的方法，其中，该确定步骤包括读取与所述公共从模块(Sj)相关联的所述重复计数器的所述值vj，以及根据公式Dj＝vj*Tmax+TB来计算所述阻塞时段Dj，其中Tmax是在主模块和从模块之间进行的最大数据传送的持续时间，并且TB是请求在所述总线(B)中传播的持续时间。4.根据权利要求2所述的方法，还包括以下步骤：对由通过总线(B)连接到所述公共从模块(Sj)的首要主模块(Ma)发送的对从模块的第二访问请求进行第二检测(DET2)，其中，该从模块不是所述公共从模块(Sj)；以及由于所述第二检测(DET2)而使与所述公共从模块(Sj)相关联的所述重复计数器(Cj)计数减少(DECR)。5.根据权利要求2所述的方法，其中，该阻塞(BLOCK)步骤仅当与所述公共从模块(Sj)相关联的所述重复计数器(Cj)的所述值vj大于预定的第一出现阈值Nj时才进行。6.根据权利要求5所述的方法，还包括：发送步骤，仅当与所述公共从模块(Sj)相关联的所述重复计数器(Cj)的所述值vj大于预定的第二出现阈值N′j时，向错误控制器发送状态消息，所述第二出现阈值N′j大于或等于所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：席琳·刘，尼古拉斯·查理，尼古拉斯·马蒂，
申请(专利权)人：萨基姆防卫安全，
类型：发明
国别省市：法国;FR