多设备系统中的通信子系统及其通信方法技术方案

一种多设备系统中的通信子系统，该多设备系统包括：　　　　至少一条总线；　　　　至少一个仲裁器；　　　　与所述总线和仲裁器相连接的多个主设备；　　　　与所述总线和仲裁器相连接的多个从设备，所述多个从设备中的任何一个都可通过所述总线与所述多个主设备中的任何一个进行数据传送操作；　　　　其特征在于，所述通信子系统包括：　　　　将该多设备系统中的多个主设备和／或从设备分别划分成多个不同级别的划分装置，其中级别高的主设备具有比级别低的主设备更高的总线响应速度要求；　　　　对所述主／从设备请求的通信进行判断的判断装置，判断所述请求的通信是否将发生在级别高于一个第一预定阈值的主设备和级别高于一个第二预定阈值的从设备之间；　　　　根据上述判断装置的判断结果进行数据传送的数据传送装置，其中该装置对级别高于一个第一预定阈值的主设备和级别高于一个第二预定阈值的从设备之间的通信采用较高的数据传送速率；级别低于第一预定阈值的主设备与从设备之间的通信或主设备与级别低于第二预定阈值的从设备之间的通信则采用较低的数据传送速率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种多设备系统及用于其中的通信方法，尤其涉及采用了改进的变速率数据传送方式的多设备系统及其通信方法，使系统中的实时设备在得到快速有效的响应的情况下能保证较高的总线频率。
技术介绍
半导体生产工艺的迅猛发展大大推动了集成电路设计业的发展，特别是半导体生产工艺中深亚微米技术的出现把单芯片系统设计推到了集成电路设计的前沿。单芯片系统技术，是把以前分散在多个不同的芯片上的多个处理器集成在同一块芯片上，以形成一个功能完善、性能优化的完整的系统。由于单芯片系统的物理面积和封装针脚相对于多芯片系统都有了较大幅度的减少，使得整个系统的生产成本相应地大幅度降低。另一方面，系统中的知识产权(IP)复用技术缩短了单芯片系统的设计周期，使系统的设计成本也得以降低。单芯片系统中可能包括各种处理器，如中央处理器(CPU)、数字信号处理器(DSP)和各种专用集成电路(ASIC)等，以及存储单元，甚至可能包括各种内设处理器内核的子系统。整个系统规模的扩大使系统的复杂性较之以前的多芯片系统也大为提高，因而如何合理有效地调节系统中各个处理器或者是子系统的运行在整个系统设计过程中成为一个相当重要的问题。总线架构就是用来达成系统中各个处理器或者子系统的相互通信，包括指令传送和数据传送。在多设备系统内多个设备之间的信号传送中，向总线发出请求，要求进行信号传送的设备称为主设备；而主设备要求与之进行信号传送的目标设备则称为从设备。对于多设备的通信常常是采用仲裁器来对多个设备发出的总线使用请求作出判断，根据各种算法决定出给予总线占有权的设备，然后由获得授权的主设备占有总线与相应的从设备进行通信。为了达到减小电路面积、降低制造成本的目的，多设备系统中常常采用共享总线的方式达成总线上各设备的通信；但在同一时间总线上只能由一个主设备占有总线进行通信。另一方面，多设备系统中的各个设备其本身性质就常常是各不相同，有的是输入输出设备，如键盘、鼠标或显示器等，而有的是中央处理器(CPU)和数字信号处理系统(DSP)等，或是一些其他的子系统等。输入输出设备对于总线的响应速度要求并不高，因此它所需的带宽并不要求很高，而中央处理器和数字信号处理系统等处理器类对实时响应速度有着较高的要求，相应地也要求总线能够为其提供高速带宽。如果把带宽要求高和带宽要求不高或者还有一些对带宽要求介于二者之间的设备直接同时连接到总线上，而同时由一个仲裁器进行集中式仲裁，往往造成各种带宽不同的设备之间的相互制约，而不能及时对实时设备进行响应。现今单芯片系统技术的发展使集成电路单位面积功能增加得以实现，而市场需求又一起推动着系统中更多功能的集成，多功能的实现从硬件上而言不可避免地要在系统中加入更多用来执行各种功能的设备。在多设备系统的总线架构中，如果主设备和从设备增多，数据传送过程中的布线延时就会对数据传送速率产生较大的影响，因而引起总线的频率迅速下降。而由于近年来在大规模集成电路中系统频率的大幅度提高和布线的密集也使得布线延时在整个系统的传输延迟占有的比例越来越高，导致系统传输延迟的不确定性也相应增加。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种采用变速率数据传送方法的多设备系统，该系统对总线上的多个设备进行分层仲裁并采用不同的速率进行数据传送，从一个方面提高了总线的频率，保证了对快速响应有较高要求的设备的响应速度。根据本专利技术的一个方面，提供了一种多设备系统，包括至少一条总线；至少一个仲裁器；与总线和仲裁器相连接的多个主设备；与总线和仲裁器相连接的多个从设备，多个从设备中的任何一个都可通过总线与多个主设备中的任何一个进行数据传送操作；其中，按照各主设备和/或从设备对总线带宽要求的不同，该多设备系统中的多个主设备和/或从设备被分别划分成多个不同级别，其中级别高的主设备具有比级别低的主设备更高的总线响应速度要求；级别高于一个第一预定阈值的主设备和级别高于一个第二预定阈值的从设备之间的通信采用较高的数据传送速率；级别低于第一预定阈值的主设备与从设备之间的通信或主设备与级别低于第二预定阈值的从设备之间的通信则采用较低的数据传送速率。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种多设备系统中的通信方法，该多设备系统包括至少一条总线；至少一个与总线相连接的仲裁器；与总线和仲裁器相连接的多个主设备；与总线和仲裁器相连接的多个从设备，多个从设备中的任何一个都可通过总线与多个主设备中的任何一个进行数据传送操作；其中，该方法包括下列步骤按照各主设备和/或从设备对总线带宽要求的不同，将该多设备系统中的多个主设备和/或从设备分别划分成多个不同级别，级别高的主设备具有比级别低的主设备更高的总线响应速度要求；所述仲裁器判断当级别高于一个第一预定阈值的主设备和级别高于一个第二预定阈值的从设备之间进行通信时，采用较高的数据传送速率；当级别低于第一预定阈值的主设备与从设备之间进行通信或主设备与级别低于第二预定阈值的从设备之间进行通信时，则采用较低的数据传送速率。此外，根据本专利技术的附加方面，在物理布局上，较高级别的主设备和较高级别的从设备离总线上的仲裁器较近，而较低级别的主设备和较低级别的从设备离总线上的仲裁器较远。这样，带宽要求较高的主设备和从设备之间的通信采用较高的数据传送速率，能够很快地完成数据传送操作，同时从物理布局上，较高层次的主设备和较高层次的从设备离总线仲裁器较近，受到布线延时的影响也相应减小，因此很好地能够满足此类设备的带宽要求。而带宽要求较低的主设备和从设备虽然离总线仲裁器较远，但采用了较低的数据传送速率，主设备和从设备之间的数据传送的时间受布线延时的影响同样有所减小，使得系统传输延时的不确定性也能相应降低。下面将结合附图对本专利技术作进一步的描述。附图说明以下附图为对本专利技术示例性实施例的辅助说明，结合以下附图对本专利技术实施例的阐述，是为进一步揭露本专利技术的特征所在，但并不限制本专利技术，图中相同符号代表实施例中相应元件或步骤，其中图1为本专利技术一实施例的多设备系统结构示意图；图2为图1所示多设备系统的总线结构拓朴图；图3为本专利技术一实施例的通信子系统的示意性结构框图；图4为本专利技术一实施例的仲裁器的结构框架图；图5为本专利技术一实施例的通信方法的示意流程图；图6为本专利技术一实施例的第二阶段仲裁的示例性时序图；图7为本专利技术一实施例的第一阶段仲裁的仲裁时机的示例性时序图；图8为本专利技术一实施例中仲裁器的仲裁状态机工作原理图；图9为本专利技术一实施例的正向仲裁示例性时序图；和图10为本专利技术一实施例的反向仲裁时机时序图。具体实施例方式本专利技术一实施例的多设备系统包括一总线101，与总线101相连的仲裁器102以及分别与该总线相连的六个主设备和六个从设备，如图1所示。其中主设备可以是CPU、DSP、ASIC或者是子系统等；从设备可以是同步动态随机访问存储器(SDRAM)或直接存取存储器(DMA)等设备。总线上的仲裁器可以对连接在总线上的各设备提出的总线使用请求做出仲裁，经仲裁选中的主设备占有总线与对应的从设备进行数据传送。主设备可以分成重要主设备和次要主设备。本实施例中主设备AM、主设备BM和主设备CM为重要主设备，而主设备DM、主设备EM和主设备FM为次要主设备。一般而言，可以把对总线响应速度要求较高的主设备设为重要主设备，如需进行实时处本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周振亚，孙民梁，
申请(专利权)人：上海奇码数字信息有限公司，
类型：发明
国别省市：