一种多功能仲裁器、仲裁方法、芯片以及产品技术

本申请实施例提供一种多功能仲裁器、仲裁方法、芯片以及产品，所述多功能仲裁器包括：逻辑操作单元，被配置为将当前掩码和总线请求序列的相同位分别进行逻辑操作，得到逻辑操作结果；第一仲裁单元，被配置为根据所述逻辑操作结果，得到第一路仲裁结果，其中，所述总线请求序列用于表征当前时刻芯片上多个模块分别发出的对总线的使用请求，所述逻辑操作结果用于屏蔽已经响应过高优先级的总线请求；第二仲裁单元，被配置为根据所述总线请求序列获取第二路仲裁结果；仲裁策略选择器，被配置为从所述第一路仲裁结果和所述第二路仲裁结果中选择一路作为目标仲裁结果。通过本申请一些实施例实现固定优先级和公平轮询相结合的仲裁策略。实现固定优先级和公平轮询相结合的仲裁策略。实现固定优先级和公平轮询相结合的仲裁策略。

【技术实现步骤摘要】
一种多功能仲裁器、仲裁方法、芯片以及产品


[0001]本申请涉及芯片设计领域，具体而言本申请实施例涉及一种多功能仲裁器、仲裁方法、芯片以及产品。

技术介绍

[0002]随着芯片集成度不断增加，微电子发展进入SoC(System
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on
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Chip)设计阶段，SoC是一种在单核上集成微处理器、逻辑存储单元、DSP等众多模块的技术，片上通信基于总线协议时，众核(或多个模块)对总线的抢占成为研究重点。因此，SoC的工作性能相比单个模块，更依赖于总线占用机制的仲裁算法。
[0003]仲裁器(arbiter)主要用于位于同一芯片上的多个模块(或设备)同时发出请求(例如，多个处理器同时请求总线使用权)时，如何根据相应的仲裁算法确定本次响应哪一个模块请求。常用的仲裁器分为轮询仲裁器(Round
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Robin)和固定优先级仲裁器(Fixed
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Priority)。
[0004]轮询仲裁的规则是当0、1、2、、、、N
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1共N个模块的信号源同时向仲裁器发出请求时，初始情况下source0的优先级最高，当仲裁器响应了source0之后，source1的优先级最高，依次类推。假设上一次的仲裁器Arbiter的仲裁结果表征为0000 0001(其中，该仲裁结果对应的二进制序列中的每个二进制位分别对应一个可以提出总线请求的模块，且该序列中的数字1表征有来自于对应模块的总线请求，数字0表征无来自于对应模块的总线请求)，则下一次的结果应该为1～7位中的最低请求位，默认的是低位请求的优先级更高。固定优先级仲裁器Fixed
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priority Arbiter顾名思义当0、1、2、、、N
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1共N个模块的信号源source同时发起请求request时，Source 0的优先级最高，即便source0被响应完后，与该位对应的模块的总线请求仍为最高优先级，其中优先级按照序号逐渐降低。固定优先级仲裁器在FPGA实现与轮询仲裁器类似，唯一不同的是轮询仲裁在每次响应完request后会对优先级进行更新，而固定优先级则不需要此步骤。
[0005]如何改善仲裁策略以提升芯片上总线的利用率成了亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]本申请实施例的目的在于提供一种多功能仲裁器、仲裁方法、芯片以及产品，通过本申请一些实施例至少可以通过记录掩码的使用次数，实现固定优先级和公平轮询相结合的仲裁策略。
[0007]第一方面，本申请的一些实施例提供一种多功能仲裁器，所述多功能仲裁器包括：逻辑操作单元，被配置为将当前掩码和总线请求序列的相同位分别进行逻辑操作，得到逻辑操作结果，其中，所述逻辑操作结果用于屏蔽已经响应过的高优先级的总线请求；第一仲裁单元，被配置为根据所述逻辑操作结果，得到第一路仲裁结果，其中，所述总线请求序列用于表征当前时刻芯片上多个模块分别发出的对总线的使用请求；第二仲裁单元，被配置为根据所述总线请求序列获取第二路仲裁结果；仲裁策略选择器，被配置为从所述第一路
仲裁结果和所述第二路仲裁结果中选择一路作为目标仲裁结果。
[0008]本申请的一些实施例通过设置掩码来调整仲裁策略，提升了仲裁算法的灵活性。
[0009]在一些实施例中，所述当前掩码采用数字0记录响应过的请求，且采用数字1表征未被响应过的请求，所述总线请求序列采用数字1表征有来自于相应模块的总线请求；其中，所述逻辑操作单元包括与门，其中，所述与门的两个输入端分别用于输入所述当前掩码和所述总线请求序列且所述与门的输出端与所述第一仲裁单元的输入端连接，所述与门被配置为对所述当前掩码和所述总线请求序列中各相应位进行逻辑与操作，得到轮询总线请求序列；所述第一仲裁单元被配置为接收所述轮询总线请求序列，并根据固定优先级仲裁策略和所述轮询总线请求序列得到所述第一路仲裁结果；其中，当所述当前掩码为全1时，则所述仲裁器被配置为基于固定优先级策略处理一个或多个请求。
[0010]本申请的一些实施例通过与门对掩码和总线请求序列中的相应位分别进行与操作得到的结果可以屏蔽已经响应过的高优先级的请求，采用基于固定优先级的算法模块实现了类似于公平轮询的策略。
[0011]在一些实施例中，所述总线请求序列包括的二进制的位数与能够共享同一资源的模块的总数目相同；其中，所述多功能仲裁器还包括：选择控制信号生成单元，被配置为将所述与门的输出信号中的各位进行逻辑操作，得到选通信号；所述仲裁策略选择器被配置为：当所述选通信号为1时则选择所述第一路仲裁结果作为所述目标仲裁结果，当所述选通信号为0时则选择所述第二路仲裁结果作为所述目标仲裁结果。
[0012]本申请的一些实施例中采用选择器来实现对多功能仲裁策略的选择。
[0013]在一些实施例中，所述多功能仲裁器还包括：掩码生成单元，被配置为生成所述当前掩码。
[0014]在一些实施例中，所述掩码生成单元包括：计数器，被配置为记录所述当前掩码的使用次数；数据选择器，被配置为根据所述使用次数确定下一次获取所述第一路仲裁结果的掩码。
[0015]本申请的一些实施例通过记录掩码的利用次数，实现固定优先级和公平策略两种功能。
[0016]在一些实施例中，所述数据选择器被配置为：当所述使用次数大于或等于设定阈值时，则选择更新掩码作为下一次获取所述第一路仲裁结果的掩码；或者，当所述使用次数小于所述设定阈值时，则选择所述当前掩码作为下一次获取所述第一路仲裁结果的掩码。
[0017]本申请的一些实施例通过记录掩码的利用次数，来分别实现固定优先级的轮询策略和公平轮询策略，具体地，通过掩码实现公平轮询策略，因为掩码屏蔽了响应过的高优先请求，通过控制同一掩码的使用次数来实现同一优先级的请求被响应的频率，保证了较高优先级的请求的响应频率越高。
[0018]在一些实施例中，所述掩码生成单元还包括：寄存器，被配置为存储所述当前掩码所对应的二进制序列。
[0019]本申请的一些实施例通过记录掩码的利用次数，实现固定优先级和公平策略两种功能。
[0020]第二方面，本申请的一些实施例提供一种仲裁方法，所述仲裁方法包括：获取当前掩码，其中，所述当前掩码为一组二进制序列，且所述当前掩码用于记录响应过的请求；根
据所述当前掩码和总线请求序列得到备选的第一路仲裁结果；根据所述总线请求序列和固定优先级算法得到备选的第二路仲裁结果；从所述第一路仲裁结果和所述第二路仲裁结果中选择一路作为目标仲裁结果。
[0021]在一些实施例中，所述仲裁方法还包括：获取所述当前掩码的使用次数；根据所述当前掩码的使用次数确定针对下一次总线请求序列的掩码。
[0022]在一些实施例中，所述根据所述当前掩码的使用次数确定针对下一次请求序列的更新掩码，包括：若确认所述当前掩码的使用次数大于或等于设定阈值时，则获取更新掩码作为所述针对下一次总线请求序列的掩码，否则选择所述当前掩码作为所述针对下一本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多功能仲裁器，其特征在于，所述多功能仲裁器包括：逻辑操作单元，被配置为将当前掩码和总线请求序列的相同位分别进行逻辑操作，得到逻辑操作结果，其中，所述逻辑操作结果用于屏蔽已经响应过的总线请求；第一仲裁单元，被配置为根据所述逻辑操作结果，得到第一路仲裁结果，其中，所述总线请求序列用于表征当前时刻芯片上多个模块分别发出的对总线的使用请求；第二仲裁单元，被配置为根据所述总线请求序列获取第二路仲裁结果；仲裁策略选择器，被配置为从所述第一路仲裁结果和所述第二路仲裁结果中选择一路作为目标仲裁结果。2.如权利要求1的所述多功能仲裁器，其特征在于，所述当前掩码采用数字0记录响应过的请求，且采用数字1表征未被响应过的请求，所述总线请求序列采用数字1表征有来自于相应模块的总线请求；其中，所述逻辑操作单元包括与门，其中，所述与门的两个输入端分别用于输入所述当前掩码和所述总线请求序列且所述与门的输出端与所述第一仲裁单元的输入端连接，所述与门被配置为对所述当前掩码和所述总线请求序列中各相应位进行逻辑与操作，得到轮询总线请求序列；所述第一仲裁单元被配置为接收所述轮询总线请求序列，并根据固定优先级仲裁策略和所述轮询总线请求序列得到所述第一路仲裁结果；其中，当所述当前掩码为全1时，则所述仲裁器被配置为基于固定优先级策略处理一个或多个请求。3.如权利要求2所述的多功能仲裁器，其特征在于，所述总线请求序列包括的二进制的位数与能够共享同一资源的模块的总数目相同；其中，所述多功能仲裁器还包括：选择控制信号生成单元，被配置为将所述与门的输出信号中的各位进行逻辑操作，得到选通信号；所述仲裁策略选择器被配置为：当所述选通信号为1时则选择所述第一路仲裁结果作为所述目标仲裁结果，当所述选通信号为0时则选择所述第二路仲裁结果作为所述目标仲裁结果。4.如权利要求1所述的多功能仲裁器，其特征在于，所述多功能仲裁器还包括：掩码生成单元，被配置为生成所述当前掩码。5.如权利要求4所述的多功能仲裁器，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈祖玎，周沈刚，李任伟，
申请(专利权)人：北京中科昊芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：