用于片上系統(tǒng)的帶寬控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本公開內(nèi)容設(shè)及忍片上的系統(tǒng)領(lǐng)域，忍片上的系統(tǒng)常被稱為術(shù)語片上系統(tǒng) (systemonchip)或其英文縮寫SoC。
[0002] 更具體而言，本公開內(nèi)容設(shè)及一種其中的模塊之間的互連是由內(nèi)部計算機總線實 現(xiàn)的片上系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0003] 片上系統(tǒng)（SoC)是嵌入在忍片上的完整系統(tǒng)，該忍片可W包括一個或多個處理 器、存儲器、接口外圍和/或用于執(zhí)行復(fù)雜功能所必須的其它組件。
[0004] SoC通常具有分層架構(gòu)："主"模塊（mastermo化Ie)對稱為"從屬（slave)"的模 塊執(zhí)行訪問讀或?qū)懻埱蟆＠?，典型的主控（master)是直接存儲器訪問（DMA)的處理器或 控制器；典型的從屬（slave)是存儲器或網(wǎng)絡(luò)外圍設(shè)備。 陽〇化]主控和從屬之間的互連通常由與一個或多個通信協(xié)議兼容的內(nèi)部計算機總線負(fù) 主 貝。
[0006] 例如，AMBA("高級微控制器總線架構(gòu)"）協(xié)議是現(xiàn)今廣泛使用的通信標(biāo)準(zhǔn)，尤其用 于SoC多處理器。該協(xié)議下降到若干版本和變體，例如包括A皿（"高級高性能總線"）和 AXI("高級可擴展接口 "），其更特定地專用于通過突發(fā)來高速傳送數(shù)據(jù)。
[0007] 參照圖1，計算機總線B確保k個主模塊Mi,iG[[l，k]]和n個從模塊 Sj,jG[山n]]之間的互連?？偩€B包括：k個從端口（slaveport)PSi,iG[[1，k]]，在 每個從端口上連接有一個主模塊；W及n個主端口（masterport)PMj,jG[[l,n]]，在每 個主端口上連接有一個從模塊（slavemo化le)。因此，該總線被每個主模塊視為從屬，而被 每個從模塊視為主控。可W在總線端口和模塊之間的每個鏈路上根據(jù)專用通信協(xié)議發(fā)送數(shù) 據(jù)。
[0008] 總線B包括內(nèi)部路由單元，例如圖1中由虛線箭頭示出的一級或多級開關(guān) (switch)。運些單元確保對主控和從屬之間的通信的路由。
[0009] 圖1中示出的總線B進行k個主控中的一個與n個從屬中的一個之間的所有可能 的互連（或k*n個互連）。W運種方式，從屬Sl可W例如接收由若干主控發(fā)送的請求，并且 該若干主控對從屬具有交替共享的訪問權(quán)。例如，在主控M2保持待機時，主控Ml可W訪問 S1。一旦Ml所進行的訪問終止，主控M2就可繼而獲得對Sl的訪問權(quán)。
[0010] 在高優(yōu)先級訪問必須非常快速地進行的情況下，運些延遲被證實是特別令人煩惱 的。運種情況例如對于具有根據(jù)RTCADO-254標(biāo)準(zhǔn)的緊急程度等級A的片上系統(tǒng)，其上的 故障甚或事務(wù)處理遲緩會帶來災(zāi)難性后果，諸如專用于飛機命令控制的片上系統(tǒng)。
[0011] 另外，某些片上系統(tǒng)在高優(yōu)先級首要主控和低優(yōu)先級次要主控之間進行物理區(qū) 分。在運種系統(tǒng)上，由首要主控請求的訪問必須優(yōu)先于由次要主控請求的訪問；因此，當(dāng)首 要主控保持待機時對設(shè)及次要主模塊的正在進行的事務(wù)的阻塞會帶來嚴(yán)重后果。
[0012] 現(xiàn)在，大多數(shù)市場上出售的計算機總線AMBA不提供對主控和從屬之間的事務(wù)的 控制，并且不對若干主控之間的優(yōu)先級進行管理。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本發(fā)明的目標(biāo)是解決現(xiàn)有技術(shù)中的問題。
[0014] 為此，本發(fā)明具體地設(shè)及片上系統(tǒng)中的帶寬控制方法，該片上系統(tǒng)包括：至少一個 首要主模塊、至少一個次要主模塊、至少一個從模塊W及通過通信鏈路連接到每個模塊的 總線，該總線包括：互連單元，其用于使至少一個公共從模塊通過路由的至少一個公共部分 與至少一個首要主模塊W及與至少一個次要主模塊進行通信，該方法包括針對每個公共從 模塊進行的W下步驟：
[0015] 對由首要主模塊發(fā)送的針對所述公共從模塊的第一訪問請求進行初始檢測，
[0016] 確定與所述公共從模塊相關(guān)聯(lián)的阻塞時間段，
[0017] 在所述阻塞時間段期間，阻塞去往次要主模塊和所述公共從模塊之間的公共路線 的至少一部分的任何數(shù)據(jù)傳送。
[0018] 特定地，所描述的方法為想要訪問公共從模塊的任何首要主模塊保留帶寬，其中， 兩者是通過市場上出售的任何計算機總線AMBA互連的。因此，不必使計算機總線AMBA針 對片上系統(tǒng)在緊急程度等級上的需求進行適應(yīng)。
【附圖說明】
[0019] 本發(fā)明的其它特征、目標(biāo)W及優(yōu)點將從下面的描述中顯而易見，運些描述純粹是 解釋說明而非限制性的，并且必須結(jié)合附圖來進行考慮，其中：
[0020] 圖1示意性地示出了已知的片上系統(tǒng)。
[0021] 圖2示意性地示出了兩個連續(xù)的事務(wù)。
[0022] 圖3示出了在進行讀期間發(fā)送的AXI協(xié)議的信號序列。
[0023] 圖4示出了在進行寫期間發(fā)送的AXI協(xié)議的信號序列。
[0024] 圖5a到5d示出了根據(jù)本公開內(nèi)容的帶寬控制方法的步驟的圖。
[0025] 圖6示出了與公共從模塊相關(guān)聯(lián)的計數(shù)器的值作為檢測到的請求的函數(shù)隨時間 的演變。
[00%] 圖7示意性地示出了根據(jù)本公開內(nèi)容由帶寬控制設(shè)備保護的片上系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0027] 先前已對圖1進行了描述。
[0028] 參照圖2,主控和從屬之間的TRANS0、TRANS1事務(wù)包括至少兩個階段。具體地，在 第一請求階段，主模塊請求訪問從屬，該從屬接受或拒絕該訪問。如果訪問被接受，則第二 傳送階段DATA0、DATA1開始，在該第二傳送階段DATA0、DATA1中，在進行寫的情況中，通過 突發(fā)將數(shù)據(jù)從主控傳送到從屬，或者在進行讀的情況中，通過突發(fā)將數(shù)據(jù)從從屬傳送到主 控。
[0029] 在請求階段和傳送階段的每個階段中，在主控和從屬之間在并行信號上交換信 息。為了進行讀或?qū)懼械氖聞?wù)，必須根據(jù)有序序列來對信號進行設(shè)置（包括請求階段和傳 送階段）。
[0030] 諸多現(xiàn)象能夠指示主控和從屬之間的通信路線上相當(dāng)大的帶寬消耗。首先，如果 數(shù)據(jù)的分別的傳送階段DATA0、DATAl的分別的持續(xù)時間TO、Tl過長。
[0031] 另外，如果由同一主控針對同一從屬的兩個連續(xù)的事務(wù)TRANSO和TRANSl的開始 之間經(jīng)過的時間TIl過短。
[0032] AXI協(xié)議定義了唯一接口用于描述主模塊和從模塊、主模塊和總線的從端口、或者 總線的主端口和從模塊之間的事務(wù)：
[0033] -兩個專用于讀的信道（一個控制信道W及一個數(shù)據(jù)信道）；
[0034] -=個專用于寫的信道（一個控制信道、一個數(shù)據(jù)信道W及一個響應(yīng)信道）。
[0035] 運些信道均單向地傳送由源發(fā)送的一組信號。例如，讀控制信道傳送從主控到從 屬的請求信號，而讀數(shù)據(jù)信道從從屬向主控返回數(shù)據(jù)載波信號。
[0036] 現(xiàn)在將詳述用于根據(jù)AXI協(xié)議進行讀和寫的定位序列的兩個示例。
[0037] 根據(jù)AXI協(xié)議的讀示例
[00測圖2示出了例如用于根據(jù)AXI協(xié)議、在4個數(shù)據(jù)傳送中完成的讀的信號的設(shè)置序 列。在下表中列出了所使用的信號的功能：
[0039]
[0040] 參考圖2,根據(jù)AXI協(xié)議的讀事務(wù)包括W下步驟。 陽0川信號A化K與時鐘源同步。主控發(fā)出信號ARA孤R，信號ARA孤R包含主控想要給予 讀訪問權(quán)的從屬的讀地址A。同時，主控將信號ARVALID設(shè)置為1，W向進行接收的從屬表 示地址A的有效性。
[0042] 該從屬通過設(shè)置信號ARREADY來確認(rèn)地址A的可用性。
[0043] 然后，該主控將信號RREADY設(shè)置為1，W向該從屬表示該主控已準(zhǔn)備好讀數(shù)據(jù)。 W44] 然后，由該從屬將該讀數(shù)據(jù)發(fā)送到信號RDATA。圖2示出了 4個傳送D(AO)、D(A1)、 D(A2)和D(A3)的突發(fā)。在每個傳送期間，信號RVALID被從屬設(shè)置為1，W向主控表示數(shù) 據(jù)的有效性。為了向主控表示一個傳送是最后的傳送，在最后的傳送D(A3)的開始將信號 化AST設(shè)置為1。