專利名稱：控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法
技術領域：
本發(fā)明是有關于一種控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法，尤指一種可動態(tài)調整匯流排傳輸方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片與一第二控制晶片間設有一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，各控制晶片分別對各位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，并可依各匯流排的使用狀況，動態(tài)調用另一位址資料匯流排，以提高控制晶片組間的傳輸效率。
近年來，資訊產(chǎn)業(yè)與半導體制程不斷的蓬勃發(fā)展，使人們可以把愈來愈多周邊裝置的主控器整合于一控制晶片(如南橋晶片)中。由于南橋晶片所控制的周邊裝置繁多，相對其與北橋晶片或CPU需要做資料傳輸?shù)臋C會也較多。在舊有PCI系統(tǒng)架構下，南橋晶片必需與其他周邊裝置共同分享PCI匯流排的頻寬，常常會造成資料傳輸?shù)难舆t，使整體效能大打折扣。
目前已有部分解決方案，如我國發(fā)明專利公告第46812號控制晶片組之間匯流排的仲裁方法，如

圖1所示，其CPU14透過北橋晶片10連接到記憶體16、AGP匯流排以及南橋晶片12，而南橋晶片12則可透過PCI匯流排及ISA匯流排等連接各式周邊裝置。
其中，北橋晶片10與南橋晶片12間設有一控制晶片組間匯流排18。該控制晶片組間匯流排18主要包含有一組8條雙向訊號線的位址資料匯流排(ADbus)186與一條雙向位元致能訊號線185；由南橋12所驅動的上傳命令(up linkcommand)訊號線187、上傳觸發(fā)(up link strobe)訊號線189；還有由北橋10所驅動的下傳命令(down link command)訊號線181、下傳觸發(fā)(down linkstrobe)訊號線183。
由于該依址資料匯流排186是為雙向共用匯流排，故北橋10與南橋12之間必需透過一仲裁機制才能有效使用該位址資料匯流排，不致產(chǎn)生使用上的沖突。該發(fā)明中主要是令其中一控制晶片(如北橋)平常掌握晶片匯流排的控制權，但另一控制晶片(如南橋)則享有較高的匯流排優(yōu)先權，當南橋發(fā)出匯流排要求訊號時，北橋必須立即或在完成其目前執(zhí)行的匯流排命令周期后，交出匯流排的控制權給南橋，利用此一仲裁方法即可有效利用該控制晶片組間匯流排，使控制晶片組間的資料傳輸可獨立進行，不與其他周邊裝置共同分享習用PCI架構中PCI匯流排的頻寬，而可使整體傳輸效率得到提升。
然而，上述的解決方案雖可提升整體的傳輸效率，但仍然有可以改良及增進效率的空間。例如，因為其使用單一雙向共用他址資料匯流排，當北橋與南橋同時急需使用15匯流排時，容易產(chǎn)生匯流排使用時間分配不當?shù)膯栴}。另外，匯流排使用權轉換時，需要一個時脈周期的轉換周期(turn-around cycle)。又，為了防止北橋已送出命令而正在等待進行后續(xù)的資料傳輸動作，使南橋誤以為北橋已不使用該匯流排，故于南橋發(fā)出匯流排要求訊號后，尚需等待一預定周期后再使用該晶片間匯流排。如此，一來一往的轉換與等待，將會形成無法傳輸資料的時間空檔，造成時間上的浪費。
因此，如何針對上述習知技藝的不足之處，以及使用時所發(fā)生的問題提出一種新穎的解決方案，設計出一種實用而有效的匯流排構造與仲裁方法，不僅可提高匯流排頻寬的利用率，且不會有控制晶片長時間等待匯流排而降低整體效率的情形，長久以來一直是使用者殷切盼望及本發(fā)明人欲行解決的困難點所在，而本發(fā)明人基于多年從事于資訊產(chǎn)業(yè)的相關研究、開發(fā)、及銷售的實務經(jīng)驗，乃思及改良的意念，經(jīng)多方設計、探討、試作樣品及改良后，終于研究出一種控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法，以解決上述的問題。
本發(fā)明的次要目的，在于提供一種控制晶片組間的匯流排，其二位址資料匯流排皆為雙向共用匯流排，可靈活調度運用，有效利用其傳輸?shù)念l寬。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種控制晶片組間的匯流排，各控制晶片分別對其中一匯流排擁有較高的優(yōu)先權，可避免單一控制晶片長時間占用所有位址資料匯流排。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種控制晶片組間匯流排的仲裁方法，其主要是令各控制晶片各對其中一位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，當一控制晶片對匯流排的需求較大時，可發(fā)出匯流排要求訊號，若另一控制晶片不需使用匯流排，則可謂用另一位址資料匯流排，以加快傳輸速率。
本發(fā)明的又一目的，在于提供一種控制晶片組間匯流排的仲裁方法，當一控制晶片擁有較高優(yōu)先權的位址資料匯流排被占用時，只要發(fā)出匯流排要求訊號，即可取回該位址資料匯流排的使用權，以確保各控制晶片皆可即時使用匯流排傳輸資料。
本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的一種控制晶片組間的匯流排，該控制晶片組包含有一第一控制晶片及一第二控制晶片，由一晶片組間的匯流排互相傳送資料，其中該匯流排主要是包含有一第一位址資料匯流排，主要做為第一控制晶片到第二控制晶片的位址與資料傳輸之用；及一第二位址資料匯流排，主要做為第二控制晶片到第一控制晶片的位址與資料傳輸之用。
該第一位址資料匯流排為一共用雙向匯流排。
該匯流排尚包含有一第一命令訊號線，該第一控制晶片可透過該第一命令訊號線向第二控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號。
該第一控制晶片是對該第一位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權。
該第二位址資料匯流排為一共用雙向匯流排。
所述的控制晶片組間匯流排，尚包含有一第二命令訊號線，該第二控制晶片可透過該第二命令訊號線向第一控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號。
該第二控制晶片是對該第二位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權。
該第一控制晶片與第二控制晶片是分別為一北橋晶片及一南橋晶片。
一種控制晶片組間匯流排的仲裁方法，其系統(tǒng)包含有一第一控制晶片、一第二控制晶片、一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，其仲裁方法主要是包含有下列步驟第一控制晶片利用第一位址資料匯流排向第二控制晶片傳輸位址及資料；當?shù)谝豢刂凭枋褂玫诙恢焚Y料匯流排時，該第一控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號；若第二控制晶片正在使用第二位址資料匯流排，則由第二控制晶片繼續(xù)使用該第二位址資料匯流排；及若第二控制晶片不需使用第二位址資料匯流排，則于一轉換周期后由該第一控制晶片使用該第二位址資料匯流排。
所述的仲裁方法，尚可包含有下列步驟當?shù)谝豢刂凭褂玫诙恢焚Y料匯流排時，若第二控制晶片需使用該第二位址資料匯流排，則由該第二控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號；該第一控制晶片停止使用第二位址資料匯流排；及于一轉換周期后由該第二控制晶片使用該第二位址資料匯流排。
該第一控制晶片與第二控制晶片是分別為一北橋晶片及一南橋晶片。
本發(fā)明是有關于一種控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法，尤指一種可動態(tài)調整匯流排傳輸方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片與一第二控制晶片間設有一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，各控制晶片分別對各位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，并可使各匯流排的使用狀況，動態(tài)調用另一位址資料匯流排，以提高控制晶片組間的傳輸效率。
其中，北橋晶片20和南橋晶片22間設有一控制晶片組間匯流排28，該匯流排28至少包含有一下傳命令訊號線281，可用以傳遞由北橋發(fā)出到南橋的匯流排命令；一上傳命令訊號線285，可傳遞由南橋發(fā)出到北橋的匯流排命令；一下傳位址資料匯流排283可用以傳送由北橋發(fā)出到南橋的資料及其位址；及一上傳位址資料匯流排287，可用以傳送由南橋發(fā)出到北橋的資料及其位址。利用此一匯流排架構，北橋與南橋隨時都可使用匯流排，而不需等待匯流排的仲裁，故不會有一方資料傳遞延誤的情形發(fā)生。
其次，請參閱圖3，是本發(fā)明另一實施例的電路方塊圖。如圖所示，其主要的電路構造與圖2所示的實施例大致相同，惟其控制晶片組間匯流排38主要包含有一下傳命令訊號線381，可用以傳遞由北橋發(fā)出到南橋的匯流排命令，如匯流排要求訊號；一上傳命令訊號線385，可傳遞由南橋發(fā)出到北橋的匯流排命令，如匯流排要求訊號；一下傳優(yōu)先匯流排383及一上傳優(yōu)先匯流排387，分別做為北橋與南橋間資料及其位址傳輸之用。其中，下傳優(yōu)先匯流排383與上傳優(yōu)先匯流排387皆為雙向共用位址資料匯流排，可依各控制晶片對匯流排的需求狀況而動態(tài)調整各位址資料匯流排的資料傳輸方向，以將匯流排的傳輸頻寬做最大程度的利用。
在本實拖例中，由于下傳優(yōu)先匯流排383與上傳優(yōu)先匯流排387都是雙向共用匯流排，故需有一良好的仲裁機制才能加以有效利用。本發(fā)明的仲裁方法首先設定北橋晶片20對下傳優(yōu)先匯流排383擁有較高的優(yōu)先權，而南橋晶片22則對上傳優(yōu)先匯流排287擁有較高的優(yōu)先權。在一般的狀況下，北橋20利用下傳優(yōu)先匯流排383對南橋22傳輸資料，而南橋22則透過上傳優(yōu)先匯流排387向北橋20傳輸資料。當北橋20對匯流排的需求量很高而使下傳優(yōu)先匯流排383處于忙碌的狀態(tài)時，可透過下傳命令訊號線381對南橋22發(fā)出匯流排要求訊號。若南橋22此時正在使用或必須使用匯流排，則仍由南橋22繼續(xù)使用上傳優(yōu)先匯流排387；若南橋22此時不需使用匯流排，則可于一轉換周期(turn-around cycle)后將上傳優(yōu)先匯流排387交由北橋20使用，以舒解下傳優(yōu)先匯流排383的忙碌狀態(tài)，并有效利用匯流排的頻寬。
當上傳優(yōu)先匯流排387被北橋20占用時，若南橋22需使用匯流排，可透過上傳命令訊號線385向北橋20發(fā)出一匯流排要求訊號。此時，北橋20必須立即或在完成其目前在上傳優(yōu)先匯流排387上執(zhí)行的匯流排命令后，交出上傳優(yōu)先匯流排387的控制權，并于一轉換周期后交由南橋22使用，以防止資料傳輸延誤的情形發(fā)生。
反之，當南橋22對匯流排的需求較高，而使上傳優(yōu)先匯流排387處于忙碌的狀態(tài)時，可透過上傳命令訊號線385對北橋20發(fā)出匯流排要求訊號。若北橋20此時正在使用或必須使用匯流排，則仍由北橋20繼續(xù)使用下傳優(yōu)先匯流排383；若北橋20此時不需使用匯流排，則可于一轉換周期(turn-around cycle)后將下傳優(yōu)先匯流排383交由南橋22使用，以舒解上傳優(yōu)先匯流排387的忙碌狀態(tài)，并有效利用匯流排的頻寬。
當下傳優(yōu)先匯流排383被南橋22占用時，若北橋20需使用匯流排，可透過下傳命令訊號線381向南橋22發(fā)出一匯流排要求訊號。此時，南橋22必須立即或在完成其目前在下傳優(yōu)先匯流排383上執(zhí)行的匯流排命令后，交出下傳優(yōu)先匯流排383的控制權，并于一轉換周期后交由北橋20使用，以防止資料傳輸延誤的情形發(fā)生。
如此，利用本發(fā)明的匯流排架構及其仲裁方法，可使控制晶片組中的各控制晶片都能有效利用晶片組間的匯流排，可動態(tài)調整各位址資料匯流排的傳輸方向，將其傳輸頻寬做最大的利用，并可確保各控制晶片皆可隨時使用匯流排，而不會因一控制晶片長時間占用匯流排，造成另一控制晶片資料傳遞上的延誤。
綜上所述，當知本發(fā)明是有關于一種控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法，尤指一種可動態(tài)調整匯流排傳輸方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片與一第二控制晶片間設有一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，各控制晶片分別對各位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，并可使各匯流排的使用狀況，動態(tài)調用另一位址資料匯流排，以提高控制晶片組間的傳輸效率。
惟以上所述者，僅為本發(fā)明的一較佳實施例而已，并非用來限定本發(fā)明實施的范圍，即凡依本發(fā)明申請專利范圍所述的形狀、構造、特征、精神及方法所為的均等變化與修飾，均應包括于本發(fā)明的申請專利范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種控制晶片組間的匯流排，該控制晶片組包含有一第一控制晶片及一第二控制晶片，由一晶片組間的匯流排互相傳送資料，其中該匯流排主要是包含有一第一位址資料匯流排，主要做為第一控制晶片到第二控制晶片的位址與資料傳輸之用；及一第二位址資料匯流排，主要做為第二控制晶片到第一控制晶片的位址與資料傳輸之用。
2.如權利要求1所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，該第一位址資料匯流排為一共用雙向匯流排。
3.如權利要求2所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，尚包含有一第一命令訊號線，該第一控制晶片可透過該第一命令訊號線向第二控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號。
4.如權利要求2所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，該第一控制晶片是對該第一位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權。
5.如權利要求1所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，該第二位址資料匯流排為一共用雙向匯流排。
6.如權利要求5所述的控制晶片組間匯流排，尚包含有一第二命令訊號線，該第二控制晶片可透過該第二命令訊號線向第一控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號。
7.如權利要求5所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，該第二控制晶片是對該第二位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權。
8.如權利要求1所述的控制晶片組間匯流排，其特征在于，該第一控制晶片與第二控制晶片是分別為一北橋晶片及一南橋晶片。
9.一種控制晶片組間匯流排的仲裁方法，其系統(tǒng)包含有一第一控制晶片、一第二控制晶片、一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，其仲裁方法主要是包含有下列步驟第一控制晶片利用第一位址資料匯流排向第二控制晶片傳輸位址及資料；當?shù)谝豢刂凭枋褂玫诙恢焚Y料匯流排時，該第一控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號；若第二控制晶片正在使用第二位址資料匯流排，則由第二控制晶片繼續(xù)使用該第二位址資料匯流排；及若第二控制晶片不需使用第二位址資料匯流排，則于一轉換周期后由該第一控制晶片使用該第二位址資料匯流排。
10.如權利要求9所述的仲裁方法，其特征在于，尚可包含有下列步驟當?shù)谝豢刂凭褂玫诙恢焚Y料匯流排時，若第二控制晶片需使用該第二位址資料匯流排，則由該第二控制晶片發(fā)出一匯流排要求訊號；該第一控制晶片停止使用第二位址資料匯流排；及于一轉換周期后由該第二控制晶片使用該第二位址資料匯流排。
11.如權利要求9所述的仲裁方法，其特征在于，該第一控制晶片與第二控制晶片是分別為一北橋晶片及一南橋晶片。
全文摘要
本發(fā)明是有關于一種控制晶片組間的匯流排及其仲裁方法，尤指一種可動態(tài)調整匯流排傳輸方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片與一第一控制晶片中設有一第一位址資料匯流排及一第二位址資料匯流排，其中第一控制晶片對第一位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，而第二控制晶片對第二位址資料匯流排擁有較高的優(yōu)先權，當各控制晶片具有較高優(yōu)先權的位址資料匯流排為忙碌時，可發(fā)出一匯流排要求訊號，若另一控制晶片不使用其具有較高優(yōu)先權的他址資料匯流排時，可讓出其使用權，以提高其傳輸效率。
文檔編號G06F13/18GK1447248SQ0310936
公開日2003年10月8日 申請日期2003年4月4日 優(yōu)先權日2003年4月4日
發(fā)明者彭盛昌 申請人:威盛電子股份有限公司