用于基于串行数据总线的流媒体传输系统终端设备中的仲裁器技术方案

用于基于串行总线的流媒体传输系统中终端的仲裁器。本发明专利技术提供了一种终端设备中的总线仲裁器，其中，多个终端设备通过串行总线串行连接，并且最前端的一个终端设备与中央控制设备串连，该总线仲裁器包括：数据读取单元，至少一个存储器，至少一个优先级计算器，比较器和上行端口。采用本发明专利技术的总线仲裁器对使用串行总线的数据进行仲裁，克服了采用静态优先级仲裁算法和均等算法二者的缺点，兼顾了动态优先算法平均等待时间短的优点，实现各个模块具有均等使用总线的机会，增加了总线的利用率，而且实现简单。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于数据转发和交换
，涉及对同一总线上有多种流媒体数据进行 收发的总线仲裁方法。
技术介绍
在信息时代化的今天，人们实时沟通越来越频繁，对快速的信息化沟通的要求也 越来越高。从大型的国际型政治会议到小型的企业商务谈判，我们的沟通无时无刻不依赖 于会议。会议系统随着我们的需求在快速发展着，从单一的点到点的模式逐渐发展到点到 多点，甚至多点对多点的模式，IT技术的飞速发展，让我们慢慢习惯并非常依赖于这项技术 为我们带来的便捷、快速而低廉的工作模式，于是，IT与音视频和网络的融合，把我们从简 单的音频会议到如今丰富多样的视频会议、网络会议。系统中多个设备或模块可能同时申请对总线的使用权，为避免产生总线冲突，需 要由总线仲裁机构合理地控制和管理系统中需要占用总线的申请者，在多个申请者同时提 出总线请求时，以一定的优先算法仲裁哪个应获得对总线的使用权。但是不论按照何种算 法，都应该满足下面的要求1、每一时刻只能有一个设备作为总线主控器；2、先请求者先响应，且在一个总线操作周期之内不被打断；3、同一时刻有几个设备发出请求时，按优先级排序响应。仲裁算法性能的优劣对系统性能有较大影响。常用的仲裁算法有(1)静态优先级算法，它为每个连到总线上的设备或模块分配一个唯一的固定优 先级。当多个设备或模块同时请求使用系统总线时，仲裁机构使优先级最高的申请者使用 总线。通常用菊花链方式来确定优先级，越靠近仲裁器的处理机的优先级越高。这种算法 的优点是简单、易实现。缺点是优先级低的处理机很少有机会使用总线。(2)均等算法通常以轮转方式将总线按固定长短的时间片依次供各处理机使用， 常用于同步总线。优点是算法较简单且能保证各处理机有均等机会使用总线。缺点是平均 等待时间较长。此外，若轮到的处理机不用总线时，将造成总线带宽的浪费。(3)动态优先算法根据总线使用情况和相应规则，动态地改变连接到总线上的处 理机的优先级。如近期最少使用算法，将最高的优先级分给在最长时间间隔内未使用总线 的处理机。又如循环菊花链算法，根据离最后一次使用总线的处理机所处位置远近来分配 优先级。距离越近的处理机，它的优先级越高。动态优先算法的优点是兼顾了前两种算法 的优缺点，即有较小的平均等待时间而又可使系统中各处理机有更均等的机会使用总线， 缺点是控制逻辑较复杂。(4)先来先服务算法这是理想的仲裁算法，它不按优先级选择申请者，因而有最好 的均等性，但实现较困难。主要作为一种衡量其它算法优劣的标准。上述各种仲裁算法，可用集中式或分布式结构实现。集中式结构由一个仲裁机构统一实现仲裁算法，常用轮流查询或独立请求和准用等硬件机构实现。分布式结构则将仲 裁硬件分布到各个处理机中，分配给每个处理机一个唯一的优先号，欲请求使用总线的处 理机将自己的优先号由各自的分布仲裁机构送到共享的请求有效线上进行逻辑“或”操作， 形成一个合成优先号。然后再由分布仲裁器将各处理机优先号与此合成优先号相比较，优 先号小于此合成优先号的处理机将自动撤销请求，获得总线使用权的将是具有最高优先号 的处理机。本专利技术采用集中式结构的仲裁方法，采用轮流查询或独立请求和准用等硬件机 构实现。如图2所示，当设备的音频存储器303-1，控制缓冲器303-3，视频缓冲器203-2等 同时有数据时，总线仲裁模块305采用本专利技术所述方法计算优先级，从而选定一个优先级 最高的数据，进行数据的发送。直到发完这个存储器内的数据再次仲裁选择另一个存储器 内的数据，一直循环直到所有的存储器里的数据发送完毕。在发送数据的同时会在包与包 之间插入一定的时间间隔。采用这种仲裁方式，克服了采用静态优先级仲裁算法和均等算法二者的缺点，兼 顾了动态优先算法平均等待时间短的优点，实现各个模块具有均等使用总线的机会，增加 了总线的利用率，而且实现简单。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种在申请使用总线的信号比较多而且要求的同步性很强 的情况下，能较好的完成多种信号的同步传输的仲裁器、使用该仲裁器的终端设备。根据本专利技术的一个方面，提供了一种终端设备中的总线仲裁器，其中，多个所述终 端设备串行连接，并且最前端的一个终端设备与中央控制设备连接，所述总线仲裁器包括 数据读取单元，用于读取至少一个数据信号和与该数据信号对应的串行总线使用请求信 号；至少一个存储器，按照信号种类分类存储所述数据读取单元所读取的数据信号；至少 一个优先级计算器，各个优先级计算器分别与所述存储器中的一个相连，用于计算存储在 各个所述存储器中的数据信号的总线使用优先级；比较器，用于对来自所述优先级计算器 的总线使用优先级进行比较，并将选择信号输出至各个所述存储器，其中所述选择信号选 择所述总线使用优先级中的最大值所对应的数据信号作为首先使用串行总线的数据信号； 以及上行端口，用于利用所述串行总线输出所选择的存储在一个所述存储器中的数据信 号。根据本专利技术的另一个方面，提供了一种会议系统，包括通过串行总线串行连接的 多个终端设备，并且最前端的一个终端设备与中央控制设备连接，其特征在于各个所述终 端设备包括如上所述的总线仲裁器。本专利技术主要是针对串行级联的会议系统，在终端设备的内部对使用总线进行数据 传输的多个信号进行仲裁，选择优先使用串行总线进行数据传输的数据。本专利技术总线仲裁的方法克服了采用静态优先级仲裁算法和均等算法二者的缺点， 兼顾了动态优先算法平均等待时间短的优点，实现各个模块具有均等使用总线的机会，增 加了总线的利用率，而且实现简单。附图说明图1是解释本专利技术用于数字流媒体传输的系统拓扑结构图2是解释本专利技术用于数字流媒体传输系统中终端设备的内部结构图；图3是解释本专利技术终端设备内包含的总线仲裁模块内部结构图；图4是解释本专利技术总线仲裁模块中优先级计算器的结构图；图5是解释应用本专利技术的优先级计算器内的优先级确定单元的结构图；图6是解释本专利技术中传输数据的帧结构协议示意图。具体实施例方式以下结合附图来对本专利技术的具体实施方式进行解释。在说明实施例的所有的图 中，具有相同功能的部分采用相同的符号，省略反复的说明。本专利技术可以以较低的成本和简单的结构，灵活实现总线仲裁，考虑了会议应用场 景，可结合串行流媒体实时总线广泛用于现场会议系统。本专利技术中的数据仲裁主要是针对串行级联的会议系统，在终端设备的内部对使用 总线进行数据传输的多个信号进行仲裁。该串行级联的会议系统的基本构架如附图1所 示。与传统的星型局域网拓扑结构不同，该用于数字流媒体传输的系统采用了串行级联的 连接方式，在该串行级联的系统中，各个终端设备(202-n)的上行端口与其前一级终端设 备的下行端口连接，并且各个终端设备的下行端口与其后一级终端设备的上行端口连接， 依此类推，最前端的一个终端设备(202-1)的上行端口与中央控制设备(201)的硬件接口 (301)连接。来自各个所述终端设备的音视频及控制数据被串联地上行传输至所述中央控 制设备(201)，并且来自所述中央控制设备(201)的音视频及控制数据被串联地下行传输 至上述多个终端设备中的至少一个，从而实现了基于局域网的、串行级联结构的数字流媒 体传输系统。在本申请人提交的申请号为=200910135666. 7，专利技术名称为“一种基于局域网 的数字语音传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种终端设备中的总线仲裁器，其中，多个所述终端设备通过串行总线串行连接，并且最前端的一个终端设备与中央控制设备串连，所述总线仲裁器包括：数据读取单元，用于读取至少一个数据信号、与所述数据信号对应的数据标识和与该数据信号对应的串行总线使用请求信号；至少一个存储器，按照信号种类分类存储所述数据读取单元所读取的数据信号；至少一个优先级计算器，各个优先级计算器分别与所述存储器中的一个相连，用于计算存储在各个所述存储器中的数据信号的总线使用优先级；比较器，用于对来自所述优先级计算器的总线使用优先级进行比较，并将选择信号输出至各个所述存储器，其中所述选择信号选择所述总线使用优先级中的最大值所对应的数据信号作为首先使用串行总线的数据信号，所述选择信号包含所述最大值对应的数据信号的数据标识；以及上行端口，用于利用所述串行总线输出所选择的存储在一个所述存储器中的数据信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨振华，曹忻军，施亮，
申请(专利权)人：北京飞利信科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]