信號為低時當前請求無法進 入隊列。
[0064] 圖8所示是針對某個從設備（組）且對應請求隊列為空時，兩個主設備交接總線 的時序示意圖。圖中兩個主設備在連續的兩個周期中分別發出總線請求，并且順利的無等 待的獲得了總線的使用權。
[0065] 圖9是一個雙周期路徑和一個單周期路徑的主設備相互使用總線進行讀寫的時 序圖。其中后綴是"_pl"的信號表示該條信號靠近輸出端的值，" _p2"表示靠近輸入端的 值。"WData#l_pl"表示靠近主設備1的寫數據線，該數據進入第二周期后，經過仲裁器的選 擇器驅動"WData"總線；"RData#l_p2"表示靠近主設備1的讀數據線，是"RData"總線在 僅主設備1段的延長線。從圖中可以看出，雙周期路徑的主設備在發起非突發請求時，對從 設備和總線的占用時間與單周期路徑的主設備相同。但是該多周期路徑主設備需要使用四 個總線周期才可以確認結束此次總線訪問，然后進行下一個總線申請。
[0066] 圖10是一個突發寫時序以及總線交接示意圖。圖中，主設備1發起突發寫請求被 響應，以主設備給出突發結束信號"BLast"結束突發。在突發傳輸時，主設備和從設備都需 要給出握手信號，即圖中的"MValid" "SValid"信號，只要其中一個信號為低，就表示當前 傳輸數據無效，需要再一次傳輸當前數據。圖中還示意了簡單的總線的競爭，在主設備1進 行突發傳輸過程中，主設備2提出總線申請，由于總線忙，總線給主設備2的握手信號為低， 所以主設備需要維持數據，直到握手信號為高。在主設備1給出突發結束信號的同時，主設 備可以同時發出針對該從設備的另一個請求，在本發明中，由于請求優先級隊列201，總線 會優先相應主設備2的請求，然后再相應主設備1的第二個請求。
[0067]圖11是兩周期路徑的突發傳輸時序圖。從圖中可以看出，基本是沒兩個總線周期 傳輸一個數據，不過申請信號、握手信號、突發結束信號都是以單周期的形式給出，所以一 個數據發出之后，從第二時鐘周期（含）開始采樣握手信號，有效則下一周期發出新的數 據。所以一個數據的傳輸時間為大于等于2周期，而不是2的正整數倍。值得一提的是，如 果多周期路徑傳輸的兩個設備中從設備是高速設備，并不提倡使用突發傳輸的方式進行傳 輸，建議用非突發的總線訪問方式，如此不會對從設備的運行效率產生影響。
[0068]圖12是多個主設備同時競爭一個總線的時序圖。圖中示意的是三個主設備對同 一個從設備組的競爭。對于主設備1、2、3的同時申請，總線首先響應主設備1的請求，然后 主設備2、3的請求將會進入請求優先級隊列201。雖然第二個操作周期主設備1又發出了 一個申請，但是由于申請隊列中還有主設備2、3的申請，所以主設備1的第二個申請將會進 入請求隊列。總線的第二個周期的使用權，經過對主設備2, 3的請求仲裁，授予主設備2。 在主設備等待總線授權的情況下，如果是寫操作，需求主設備維持寫數據端口的數據，知道 采樣到來自總線有效的握手信號。
[0069] 以上的具體實施例，對本發明的目的、技術方案和有益效果進行了進一步詳細說 明，所應理解的是，以上僅為本發明的具體實施例而已，并不用于限制本發明，凡在本發明 的精神和原則之內，所做的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護范圍之 內。
【主權項】
1. 一種片上系統總線（10)，用于主設備和從設備之間的通信，其特征在于，包括請求 優先級隊列（201)、仲裁器組（202)、地址與控制信號選擇器（204)、互聯網絡（206)及地址 譯碼器（207);其中， 所述主設備發送總線請求信號至所述地址譯碼器（207)，并發送對應的地址信號和控 制信號至所述地址與控制信號選擇器（204); 所述地址譯碼器（207)根據所述總線請求信號，向仲裁器組發送即時申請向量，同時 將所述即時申請向量發送至請求優先級隊列（201); 所述請求優先級隊列（201)將所述即時申請向量鎖存，生成片選信號，并將所述片選 信號發送至所述互聯網絡（206)，同時，生成隊列申請向量發送至所述仲裁器組（202); 所述仲裁器組（202)根據所述申請信號發出仲裁結果信號給所述地址與控制信號選 擇器（204)和所述互聯網絡； 所述地址與控制信號選擇器（204)根據所述仲裁結果信號選擇所述主設備的地址信 號與控制信號，并傳輸至所述從設備； 所述互聯網絡（206)根據所述仲裁結果信號選擇主設備至從設備方向的數據和握手 信號，并根據所述片選信號控制從設備至主設備方向的數據和握手信號。2. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，還包括一個地址與控制信 號存儲器（203)，所述仲裁器組（202)還返回一個授權信號給請求優先級隊列（201)，根據 所述授權信號使所述主設備的所述總線請求信號進入所述請求優先級隊列（201)，同時使 所述主設備的地址信號和所述控制信號進入地址與控制信號存儲器（203)。3. 根據權利要求2所述的片上系統總線（10)，其特征在于，還包括一個第一選擇器 (208)，當所述請求優先級隊列（201)為空時，所述請求優先級隊列（201)發送隊列空信號 至所述第一選擇器的控制端，所述第一選擇器直接選擇所述主設備發送的地址信號和控制 信號至所述地址與控制信號選擇器（204)，否則，所述第一選擇器選擇所述地址與控制信號 存儲器（203)中的地址信號和控制信號至所述地址與控制信號選擇器（204)。4. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，還包括一個第二選擇器，當 所述請求優先級隊列（201)為空時，所述請求優先級隊列（201)發送隊列空信號至所述第 二選擇器的控制端，所述第二選擇器直接選擇地址譯碼器（207)發送的即時申請向量至所 述仲裁器組（202)，否則，所述第二選擇器選擇所述請求優先級隊列（201)發送的隊列申請 向量至所述仲裁器組（202)。5. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，所述仲裁器組（202)包括 至少一個仲裁器，所述仲裁器的數量與所述從設備的數量相同。6. 根據權利要求5所述的片上系統總線（10)，其特征在于，所述仲裁器中的仲裁邏輯 為優先編碼器。7. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，還包括仲裁結果寄存器 (205)，所述仲裁器組（202)先發送所述仲裁結果信號至所述仲裁結果寄存器（205)，再通 過所述仲裁結果寄存器（205)將仲裁結果信號發送至所述互聯網絡（206)。8. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，所述請求優先級隊列（201) 包括：第一存儲器（501)、第二存儲器（502)及第三存儲器（503)，其中，所述第一存儲器 (501)用于存儲有效的地址譯碼值，所述第二存儲器（502)用于存儲從設備組最大優先值， 所述第三存儲器（503)用于存儲主設備優先值。9. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，其按如下協議進行信號傳 輸： 所述主設備在本周期發送完信號后，無需等待授權信號，在下一個周期直接發送寫數 據至所述從設備，并監聽所述從設備發送的握手信號。10. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，其通過一個或多個時鐘周 期使所述主設備發送的信號傳輸至所述從設備。11. 根據權利要求1所述的片上系統總線（10)，其特征在于，所述主設備發送的控制信 號中帶有主設備時序信息，通過所述主設備時序信息控制所述從設備的響應周期，以匹配 所述主設備與所述從設備之間的傳輸速率。
【專利摘要】本發明公開了一種片上系統總線，包括請求優先級隊列、仲裁器組、地址與控制信號選擇器、互聯網絡及地址譯碼器；主設備發送總線請求信號至地址譯碼器；地址譯碼器根據總線請求信號，向請求優先級隊列發送申請信號；請求優先級隊列將申請信號鎖存，生成片選信號，并將片選信號發送至互聯網絡，同時，將申請信號發送至仲裁器組；仲裁器組發送仲裁結果信號至互聯網絡，互聯網絡根據仲裁結果信號選擇主設備至從設備方向的數據和握手信號，互聯網絡還根據片選信號控制從設備至主設備方向的數據和握手信號。本發明的片上系統總線在大面積芯片上不同的主從設備之間具有不同的傳輸時間，實現高速、并行、實時的設備間通信。
【IPC分類】G06F13/38, G06F13/40
【公開號】CN105068951
【申請號】CN201510446036
【發明人】王東琳, 李任偉, 周沈剛
【申請人】中國科學院自動化研究所
【公開日】2015年11月18日
【申請日】2015年7月27日