專(zhuān)利名稱(chēng)：帶決策存儲(chǔ)的快速仲裁器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子線路，特別是涉及實(shí)現(xiàn)各種高性能仲裁器實(shí)施例的改進(jìn)方法和電路系統(tǒng)。
仲裁器是一種電路單元，它只允許兩個(gè)競(jìng)爭(zhēng)用戶(hù)中的一個(gè)去訪問(wèn)被保護(hù)的過(guò)程。當(dāng)只有一個(gè)用戶(hù)請(qǐng)求訪問(wèn)時(shí)，它立即被授權(quán)訪問(wèn)。當(dāng)用戶(hù)結(jié)束該服務(wù)后，即作出服務(wù)結(jié)束的聲明。即使在作出服務(wù)結(jié)束聲明之前用戶(hù)也可以在接收到授權(quán)信號(hào)之后的任意時(shí)刻發(fā)出第二次請(qǐng)求。第二位用戶(hù)可以在任意時(shí)刻請(qǐng)求訪問(wèn)服務(wù)，但是如果第一位用戶(hù)已經(jīng)得到了訪問(wèn)服務(wù)的授權(quán)，則這樣一個(gè)緊隨其后的請(qǐng)求就要等到第一位用戶(hù)作出服務(wù)結(jié)束的聲明之后才能得到授權(quán)。如果兩個(gè)用戶(hù)幾乎同時(shí)請(qǐng)求訪問(wèn)服務(wù)，那么將會(huì)有一位并且也只能有一位用戶(hù)得到服務(wù)授權(quán)而另一位的請(qǐng)求將被延遲。在幾乎是同時(shí)請(qǐng)求服務(wù)的情況，先授權(quán)何者訪問(wèn)的決策除了要考慮接收到請(qǐng)求的先后次序以外，還取決于其它一些因素，例如集成電路芯片上的溫度梯度、制造條件等。在任何情況下，對(duì)哪一請(qǐng)求授于訪問(wèn)權(quán)的決策都將是明白無(wú)誤的。


圖1示出了5引線仲裁器100的引線端接口框圖。兩個(gè)引線端102和104分別接收輸入請(qǐng)求信號(hào)R1和R2，而對(duì)應(yīng)的引線端106和108分別產(chǎn)生輸出授權(quán)信號(hào)G1和G2。該仲裁器采用跳變信號(hào)約定(transition signaling convention)，在該約定中，不管信號(hào)是上升沿還是下降沿，信號(hào)的跳變都載帶有信息。采用這種類(lèi)型傳信方式的邏輯電路系統(tǒng)有時(shí)被稱(chēng)為事件邏輯，它只需檢測(cè)和響應(yīng)信號(hào)的跳變而不必理會(huì)信號(hào)跳變的方向。但是也可以采用其它的信號(hào)約定，例如脈沖信號(hào)方式。仲裁器100響應(yīng)于其中一個(gè)或另一個(gè)請(qǐng)求輸入引線端102或104上的跳變，并且最終在對(duì)應(yīng)的授權(quán)輸出引線端上輸出跳變。仲裁器的關(guān)鍵之處是在某一時(shí)刻只輸出一個(gè)輸出授權(quán)，由此指示出選擇了哪一個(gè)輸入。連續(xù)響應(yīng)后繼請(qǐng)求輸入的授權(quán)輸出必須有所間隔，這借助第五輸入端110(用D表示)上表示服務(wù)結(jié)束的跳變來(lái)實(shí)現(xiàn)。
圖2的狀態(tài)圖示出了5引線仲裁器的工作方式及其環(huán)境。狀態(tài)圖包括構(gòu)成立方體的8個(gè)狀態(tài)，初始狀態(tài)1用雙層圓圈表示。立方體規(guī)范(cube specification)遵循下述規(guī)則1)除了對(duì)每個(gè)請(qǐng)求輸入的初始請(qǐng)求以外，在該環(huán)境內(nèi)只有當(dāng)接收到對(duì)應(yīng)的G1或G2信號(hào)之后才可以作出后繼的R1和R2請(qǐng)求。
2)只有當(dāng)接收到對(duì)應(yīng)的R1和/或R2信號(hào)之后仲裁器才可以發(fā)出授權(quán)G1或G2。
3)除了初始授權(quán)以外，只有當(dāng)?shù)谖逡€端D上產(chǎn)生一個(gè)事件之后仲裁器才能發(fā)出另外的授權(quán)G1或G2。
4)該環(huán)境內(nèi)必須對(duì)每個(gè)授權(quán)信號(hào)作出響應(yīng)并在D上產(chǎn)生一信號(hào)。
規(guī)則1和2表明R1和G1交替進(jìn)行并開(kāi)始于R1，而R2和G2同樣也是交替進(jìn)行并開(kāi)始于R2。規(guī)則3和4表明G1或者G2中的一個(gè)與D交替進(jìn)行，并且開(kāi)始于其中一個(gè)G信號(hào)。規(guī)則3要求仲裁器即使有兩個(gè)請(qǐng)求也只能在D事件之間產(chǎn)生一個(gè)授權(quán)信號(hào)。這實(shí)際上意味著仲裁。但是在立方體規(guī)范中并沒(méi)有規(guī)定怎樣或者何時(shí)作出仲裁決策或者如何在沖突的請(qǐng)求之間作出選擇。
符合“立方體”規(guī)范的仲裁器經(jīng)常被稱(chēng)為“定序器”。其設(shè)計(jì)重點(diǎn)是授權(quán)信號(hào)G1或G2與服務(wù)結(jié)束信號(hào)D之間的關(guān)系。授權(quán)信號(hào)表示的是序列中連續(xù)的仲裁決策以響應(yīng)服務(wù)結(jié)束信號(hào)D的動(dòng)作。當(dāng)仲裁器被稱(chēng)為定序器時(shí)，其“服務(wù)結(jié)束”引線端常常用文字“后繼”標(biāo)識(shí)，該引線端將環(huán)境已經(jīng)做好接收下一授權(quán)準(zhǔn)備的信息發(fā)送出去。
立方體規(guī)范對(duì)于發(fā)生沖突時(shí)定序器確定授權(quán)對(duì)象的方式并無(wú)規(guī)定，也無(wú)法對(duì)超時(shí)時(shí)裝置的運(yùn)作方式給以規(guī)定。因此各種延遲性質(zhì)和決策判據(jù)的設(shè)計(jì)方案都可以符合立方體規(guī)范。已經(jīng)提出了幾種這樣的設(shè)計(jì)方案。最簡(jiǎn)單的仲裁器遵循的是圖2立方體規(guī)范直接字面上的解釋。只有當(dāng)接收到服務(wù)結(jié)束信號(hào)D之后這種裝置才檢測(cè)輸入的請(qǐng)求信號(hào)并決定授權(quán)給哪一個(gè)請(qǐng)求信號(hào)。這樣的裝置只在圖2的狀態(tài)2、3和4下作出決策。狀態(tài)2和3下作出的決策是直截了當(dāng)?shù)?，但是狀態(tài)4下的決策需要仲裁。這種類(lèi)型的仲裁器在此稱(chēng)為“后決策”仲裁器。
后決策仲裁器的主要缺點(diǎn)是它的延遲性。從兩個(gè)請(qǐng)求被掛起的狀態(tài)8到結(jié)束服務(wù)信號(hào)最后到達(dá)的這段延遲特別的長(zhǎng)。仲裁器必須確定授權(quán)予哪一個(gè)請(qǐng)求。由于后決策仲裁器只有當(dāng)結(jié)束服務(wù)信號(hào)到達(dá)時(shí)才檢測(cè)輸入，所以到那一時(shí)刻為止有關(guān)哪一個(gè)請(qǐng)求先行到達(dá)的信息可能已經(jīng)丟失。這種“健忘”帶來(lái)了兩個(gè)不利的后果。首先是授權(quán)必須等到整個(gè)決策過(guò)程結(jié)束后才能作出。其次是幾個(gè)請(qǐng)求的到達(dá)時(shí)間即使明顯不同，決策單元也將它們視為同時(shí)到達(dá)。當(dāng)這種決策單元將其視為同時(shí)或者接近于同時(shí)到達(dá)的沖突信號(hào)時(shí)，發(fā)生亞穩(wěn)定性(meta-stability)的概率增大。由此使決策時(shí)間進(jìn)一步延長(zhǎng)。即使是只有一個(gè)請(qǐng)求到達(dá)，由于授權(quán)必須等到整個(gè)決策過(guò)程結(jié)束后才能作出，所以滯后仲裁器的速度相對(duì)來(lái)說(shuō)比較慢。
有一種形式更加復(fù)雜的仲裁器，它被稱(chēng)為“后結(jié)束”仲裁器。5引線仲裁器必須在接收到對(duì)應(yīng)的輸入請(qǐng)求和服務(wù)結(jié)束信號(hào)D之后才產(chǎn)生后繼的授權(quán)輸出。初始化之后的情形是個(gè)例外，此時(shí)仲裁器處于D信號(hào)好象已經(jīng)發(fā)生的狀態(tài)下，并且在接收到輸入請(qǐng)求之后產(chǎn)生授權(quán)輸出。服務(wù)結(jié)束信號(hào)只是定出授權(quán)信號(hào)先后次序，而對(duì)仲裁并不起作用。輸入請(qǐng)求和D可以按任意次序產(chǎn)生。但是如果在通常使用仲裁器的環(huán)境下在D發(fā)生之前發(fā)出了新的輸入請(qǐng)求，則可以借此在電路上縮短接收D與發(fā)出授權(quán)信號(hào)之間的延遲。
因此，只要有可能，后結(jié)束仲裁器就預(yù)先決定下一個(gè)授權(quán)的請(qǐng)求。決策通常依據(jù)請(qǐng)求到達(dá)的先后次序作出，但是也可以依據(jù)其它的判據(jù)。在滯后結(jié)束仲裁器中，決策過(guò)程與跟隨前一授權(quán)之后的動(dòng)作同時(shí)發(fā)生。如果下一決策在D到達(dá)的時(shí)刻之前已經(jīng)完成，則仲裁器可以立即公布其決策結(jié)果。這樣就大大縮短了從D信號(hào)產(chǎn)生到下一授權(quán)之間的延遲時(shí)間。名字“后結(jié)束”指的是只在仲裁器的最后階段才涉及服務(wù)結(jié)束信號(hào)。1994年9月8日提交的美國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)08/303,247描述了一種后結(jié)束仲裁器的實(shí)現(xiàn)方案，它作為參考文獻(xiàn)包含在本發(fā)明中。
本發(fā)明提供了實(shí)現(xiàn)各種高性能仲裁器實(shí)施例的改進(jìn)方法和電路系統(tǒng)。在其中一個(gè)實(shí)施例中，通過(guò)將后決策仲裁器與決策存儲(chǔ)(或隊(duì)列)裝置組合在一起實(shí)現(xiàn)了一種后結(jié)束仲裁器。在另一個(gè)實(shí)施例中，揭示了一種增加決策存儲(chǔ)量的仲裁器實(shí)施方案。廣義地看，該實(shí)施例包括跟隨決策制訂裝置及隨后的決策存儲(chǔ)裝置(例如級(jí)數(shù)任意的隊(duì)列或先進(jìn)先出(FIFO)寄存器)。決策制訂裝置可以是各種類(lèi)型的仲裁器。仲裁器跟隨的決策存儲(chǔ)裝置使得仲裁器能夠盡快地公布每一決策結(jié)果并開(kāi)始下一決策制訂循環(huán)。該仲裁器實(shí)施例符合立方體規(guī)范。
因此本發(fā)明在第一實(shí)施例中提供了一種后結(jié)束仲裁器，它包括決策制訂裝置，它帶有分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端耦合的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端、第一和第二授權(quán)輸出引線端以及第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端；以及決策存儲(chǔ)裝置，它帶有分別與決策制訂裝置的第一和第二授權(quán)輸出引線端耦合的第一和第二輸入引線端、與決策制訂裝置的第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的第一和第二確認(rèn)輸出引線端、分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二授權(quán)引線端耦合的第一和第二輸出引線端以及與后期仲裁器的服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的服務(wù)結(jié)束輸入引線端。
在第二實(shí)施例中，本發(fā)明提供一種仲裁器，它包括決策制訂裝置，它帶有分別與仲裁器的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端耦合的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端、第一和第二授權(quán)輸出引線端以及第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端；以及決策存儲(chǔ)裝置，它帶有分別與決策制訂裝置的第一和第二授權(quán)輸出引線端耦合的第一和第二輸入引線端、與決策制訂裝置的服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的確認(rèn)引線端、分別與仲裁器的第一和第二授權(quán)引線端耦合的第一和第二授權(quán)引線端以及與仲裁器的服務(wù)結(jié)束引線端耦合的服務(wù)結(jié)束引線端。決策存儲(chǔ)裝置能夠存儲(chǔ)一個(gè)、兩個(gè)或更多的決策。
在另一個(gè)實(shí)施例中，決策制訂裝置與兩個(gè)或者更多的分立的決策存儲(chǔ)裝置耦合。決策制訂裝置作出的每項(xiàng)決策都輸入并存儲(chǔ)在分立的決策存儲(chǔ)裝置中以使分立的用戶(hù)能自行檢測(cè)決策結(jié)果。
通過(guò)以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的描述可以更好地理解本發(fā)明改進(jìn)后仲裁器的特性和優(yōu)點(diǎn)。
圖1為表示5引線仲裁器引線端接口的框圖；圖2為表示5引線仲裁器運(yùn)行及其環(huán)境的狀態(tài)圖；圖3為按照本發(fā)明實(shí)施例的5引線后結(jié)束仲裁器的框圖，它將簡(jiǎn)單的仲裁器與決策存儲(chǔ)裝置組合起來(lái)。
圖4為表示圖3后結(jié)束仲裁器的決策存儲(chǔ)裝置運(yùn)行的狀態(tài)圖；圖5為示出仲裁器部分細(xì)節(jié)的圖3中5引線后結(jié)束仲裁器的邏輯電路實(shí)施方案；圖6為按照本發(fā)明的帶決策存儲(chǔ)裝置的仲裁器框圖；以及圖7為帶兩個(gè)決策存儲(chǔ)裝置的仲裁器框圖。
參見(jiàn)圖3，它示出了按照本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的5引線后結(jié)束仲裁器300的框圖。仲裁器300由一個(gè)與雙通道決策存儲(chǔ)裝置304的6引線簡(jiǎn)單仲裁器302構(gòu)成。6引線仲裁器302包括兩個(gè)輸入請(qǐng)求引線端R31和R32，它們接收仲裁器請(qǐng)求信號(hào)R1和R2、兩個(gè)輸出授權(quán)引線端G31和G32以及兩個(gè)輸入結(jié)束引線端D31和D32。決策存儲(chǔ)裝置304的兩個(gè)輸入引線端IN1和IN2分別與兩個(gè)輸出授權(quán)引線端G31和G32連接，并且決策存儲(chǔ)裝置304的兩個(gè)輸出引線端OUT1和OUT2分別與仲裁器授權(quán)引線端G1和G2連接。決策存儲(chǔ)裝置304還產(chǎn)生兩個(gè)確認(rèn)信號(hào)ACK1和ACK2，它們分別與6引線仲裁器302的兩個(gè)服務(wù)結(jié)束引線端D1和D2相連。決策存儲(chǔ)裝置304在輸入DD上接收仲裁器服務(wù)結(jié)束信號(hào)D。
6引線仲裁器302的功能與5引線仲裁器一樣在兩個(gè)同時(shí)產(chǎn)生的輸入請(qǐng)求中選擇一個(gè)，每個(gè)請(qǐng)求只有在仲裁器給出對(duì)應(yīng)的授權(quán)之后才能再次發(fā)出。但是6引線仲裁器304包括與兩個(gè)請(qǐng)求輸入對(duì)應(yīng)的分立的服務(wù)結(jié)束信號(hào)D31和D32，分別表示可以給出下一授權(quán)。6引線仲裁器302可以是簡(jiǎn)單的后決策仲裁器，在圖5中將對(duì)其作詳細(xì)描述。
決策存儲(chǔ)裝置304比較好的是一種稱(chēng)為跳變隊(duì)列的特殊類(lèi)型FIFO。FIFO指的是這樣一種裝置，它以一定的順序接收一組數(shù)據(jù)元素并且根據(jù)需要以同一順序輸出，而在跳變隊(duì)列中，數(shù)據(jù)元素具有各自的時(shí)序。在Ivan E.Sutherland的美國(guó)專(zhuān)利4,679,213中介紹了各種跳變隊(duì)列的實(shí)施方案，該專(zhuān)利作為參考文獻(xiàn)包含在本發(fā)明中。決策存儲(chǔ)裝置304采用4引線接口協(xié)議，其中兩個(gè)引線端(IN1和IN2)分別載帶從引線G31和G32正向過(guò)來(lái)的跳變信號(hào)，而兩根引線(D31和D32)載帶反向的跳變信號(hào)(ACK1和ACK2)。決策存儲(chǔ)裝置304在OUT1上產(chǎn)生跳變以響應(yīng)IN1和DD上的跳變。同樣，決策存儲(chǔ)單元304在OUT2上產(chǎn)生跳變以響應(yīng)IN2和DD上的跳變。6引線仲裁器302避免了在輸入IN1和輸入IN2上同時(shí)產(chǎn)生跳變。DD引線端處點(diǎn)●表示經(jīng)過(guò)初始化以后，決策存儲(chǔ)裝置304處于DD上的跳變好象已經(jīng)產(chǎn)生的狀態(tài)。圖4的6狀態(tài)狀態(tài)圖示出了決策存儲(chǔ)裝置304的操作。如圖4的狀態(tài)圖所示，初始狀態(tài)為示意圖頂部的狀態(tài)0而非雙通道決策存儲(chǔ)裝置中常規(guī)的初始狀態(tài)2。
圖5詳細(xì)示出了本發(fā)明5引線后結(jié)束仲裁器的實(shí)施例。對(duì)于與圖3和圖5中相同的單元采用同一標(biāo)號(hào)。6引線仲裁器302包括第一對(duì)鎖存器502和504，它們結(jié)束輸入請(qǐng)求信號(hào)R1和R2。鎖存器502和504的輸出分別輸入到第二對(duì)鎖存器506和508以及一對(duì)異或(XOR)門(mén)510和512。XOR門(mén)510和512的另外輸入端接收來(lái)自決策存儲(chǔ)裝置304的確認(rèn)信號(hào)ACK1和ACK2。XOR門(mén)510和512的輸出驅(qū)動(dòng)互斥單元500的輸入?；コ鈫卧?00由一對(duì)交叉耦合的NAND門(mén)514和516構(gòu)成，每個(gè)門(mén)分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)反向器518和520?；コ鈫卧?00的輸出利用互補(bǔ)運(yùn)算分別控制第一和第二鎖存器502、504和506、508的使能輸入?；コ鈫卧?00鎖定最后到達(dá)輸入EX和EY的信號(hào)。反向器518和520提供輸出WX和WY，在任一時(shí)刻兩個(gè)輸入中只能有一個(gè)處于邏輯高電平狀態(tài)。如果輸入信號(hào)EX和EY正好同時(shí)輸入，則互斥單元將進(jìn)入亞穩(wěn)定狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，輸出都是低電平。通過(guò)使NAND門(mén)中所用晶體管和反向器的尺寸比(它對(duì)門(mén)的閾值進(jìn)行調(diào)整以在處于亞穩(wěn)定狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生邏輯低電平輸出)偏斜確保了這一點(diǎn)。
圖3所示簡(jiǎn)單6引線仲裁器與單階跳變隊(duì)列的組合符合圖2的立方體規(guī)范并提供了一種具有存儲(chǔ)一個(gè)決策的5引線后結(jié)束仲裁器的新實(shí)施方案。通過(guò)增加決策存儲(chǔ)裝置的級(jí)數(shù)可以擴(kuò)大決策的存儲(chǔ)量。在圖6所示的實(shí)施例中，本發(fā)明提供了一種能夠存儲(chǔ)兩個(gè)或更多決策的仲裁器系統(tǒng)。按照該實(shí)施例的仲裁器系統(tǒng)包括一個(gè)后面跟隨有兩級(jí)或多級(jí)決策存儲(chǔ)裝置602的決策制訂裝置600。決策制訂裝置600可以是任意類(lèi)型的仲裁器，包括最簡(jiǎn)單的后決策仲裁器，并且決策存儲(chǔ)裝置602可以是任意長(zhǎng)度的FIFO或者跳變隊(duì)列。在1987年7月7日授權(quán)的美國(guó)專(zhuān)利4,679,213中介紹了如何構(gòu)造各種長(zhǎng)度的FIFO或跳變隊(duì)列，該專(zhuān)利作為參考文獻(xiàn)包含在這里。
決策存儲(chǔ)裝置602使得決策制訂裝置600盡快報(bào)告決策結(jié)果并開(kāi)始下一決策制訂循環(huán)。一旦決策制訂裝置600報(bào)告了其第一項(xiàng)決策結(jié)果，決策存儲(chǔ)裝置602即記錄下該決策結(jié)果并在需要時(shí)負(fù)責(zé)提供。這使得決策制訂裝置600可以專(zhuān)門(mén)進(jìn)行決策制訂。決策存儲(chǔ)裝置602記錄下與決策制訂裝置600提供的一樣多的決策結(jié)果或者它所能容納的最多的決策結(jié)果，并以合適的順序在輸出引線端上發(fā)送。圖6的系統(tǒng)符合立方體規(guī)范。立方體規(guī)范只要求響應(yīng)請(qǐng)求而作出授權(quán)。立方體規(guī)范對(duì)于何時(shí)應(yīng)該作出所需的決策和如何作出決策并無(wú)規(guī)定。立方體規(guī)范只要求報(bào)告授權(quán)情況以響應(yīng)服務(wù)結(jié)束引線端D上的信號(hào)。
圖6系統(tǒng)操作的檢測(cè)表明，要符合立方體規(guī)范，存儲(chǔ)的預(yù)先決策不能超過(guò)兩個(gè)。假設(shè)系統(tǒng)發(fā)出了授權(quán)并且等待一個(gè)服務(wù)結(jié)束信號(hào)，其狀態(tài)對(duì)應(yīng)于圖2中的狀態(tài)5、6、7或8。最多只能有兩個(gè)請(qǐng)求可以掛起，這對(duì)應(yīng)于圖2的狀態(tài)8。因此決策制訂裝置600可以最多進(jìn)一步作出兩個(gè)決策以響應(yīng)第一和第二請(qǐng)求。隊(duì)列中決策出現(xiàn)的次序記錄了兩個(gè)請(qǐng)求被授權(quán)的先后次序。在報(bào)告第一個(gè)決策結(jié)果之前仲裁器只是等待D信號(hào)并準(zhǔn)備在接收第二個(gè)D信號(hào)之后立即報(bào)告第二決策結(jié)果。
如上所述，立方體規(guī)范對(duì)環(huán)境和決策制訂裝置都有所限制。立方體規(guī)范需要交替處理請(qǐng)求和授權(quán)。因此雖然在等待D信號(hào)，但是系統(tǒng)最多只能發(fā)出一個(gè)授權(quán)而環(huán)境最多只能在一個(gè)請(qǐng)求引線端上請(qǐng)求。因而對(duì)于遵循立方體規(guī)范的裝置和環(huán)境來(lái)說(shuō)，最多只能占據(jù)兩級(jí)FIFO或者隊(duì)列。假設(shè)還有另外的級(jí)，雖然對(duì)于實(shí)施立方體規(guī)范并無(wú)用處，但是也不會(huì)妨礙系統(tǒng)的運(yùn)行。圖6系統(tǒng)的預(yù)先決策能力使得系統(tǒng)能更快地接連公布決策結(jié)果，從而使授權(quán)用戶(hù)更快地進(jìn)入下一循環(huán)。這對(duì)于多中央處理器訪問(wèn)一個(gè)存儲(chǔ)器列陣的處理系統(tǒng)特別有用。在該應(yīng)用場(chǎng)合下，預(yù)先作出決策可以提高存儲(chǔ)器列陣的時(shí)間利用率。
圖6的系統(tǒng)可以采用簡(jiǎn)單的后決策仲裁器作為決策制訂裝置600并且采用跳變隊(duì)列作為決策存儲(chǔ)裝置602。這在框圖級(jí)上對(duì)裝置如何工作提供了最簡(jiǎn)單的解釋。圖6系統(tǒng)的另一種實(shí)現(xiàn)也可以采用互斥單元作為決策制訂裝置600而FIFO作為存儲(chǔ)裝置。
在某些應(yīng)用場(chǎng)合，采用幾個(gè)分立的輸出隊(duì)列被證明是有益的。圖7示出了帶有兩個(gè)這樣輸出隊(duì)列的設(shè)計(jì)。但是也可以采用更多數(shù)量的分立隊(duì)列。圖7的系統(tǒng)在此稱(chēng)為雙隊(duì)列仲裁器。兩個(gè)獨(dú)立的通道向兩個(gè)分立的決策存儲(chǔ)裝置或者隊(duì)列702-1和702-2(它們提供有兩個(gè)分立的輸出接口)提供由決策制訂裝置700作出的每一個(gè)決策。來(lái)自每個(gè)隊(duì)列的確認(rèn)信號(hào)經(jīng)過(guò)組合門(mén)704的組合并提供給決策制訂裝置700的服務(wù)結(jié)束輸入D。圖7的雙隊(duì)列系統(tǒng)允許兩個(gè)獨(dú)立的用戶(hù)在它們各自的空閑時(shí)刻檢測(cè)決策結(jié)果。決策結(jié)果的順序?qū)γ總€(gè)用戶(hù)來(lái)說(shuō)都是顯而易見(jiàn)的，但是任一用戶(hù)都可以在其它用戶(hù)作出相應(yīng)反應(yīng)前后檢測(cè)決策結(jié)果。對(duì)環(huán)境行為方式的限制仍然存在。就象立方體規(guī)范一樣，在發(fā)出另一個(gè)請(qǐng)求之前環(huán)境必須觀察對(duì)每個(gè)請(qǐng)求的授權(quán)情況。但是在該實(shí)施例，可以在任意一個(gè)輸出通道上查看授權(quán)結(jié)果。
對(duì)于并行應(yīng)用場(chǎng)合，雙隊(duì)列仲裁器特別有用，在這種場(chǎng)合下兩個(gè)獨(dú)立的用戶(hù)依賴(lài)于仲裁器作出的決策但是可以在不同的時(shí)刻啟用決策。特別是其中一個(gè)用戶(hù)可以先于另一個(gè)用戶(hù)而處理某一決策，因此可以提前啟用下一決策。通過(guò)向每個(gè)用戶(hù)提供分立的輸出接口，圖7的雙隊(duì)列系統(tǒng)允許每個(gè)用戶(hù)按照自己的步驟前進(jìn)而無(wú)需等待其它用戶(hù)。隊(duì)列所起的作用是使決策制訂與啟用決策的過(guò)程脫離。
由此可以看到，本發(fā)明提供了改進(jìn)后仲裁器設(shè)計(jì)的各種實(shí)施例，它們能夠預(yù)先作出決策并將這些決策存儲(chǔ)起來(lái)以提高仲裁器的吞吐量。按照本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，諸如后決策仲裁器之類(lèi)的決策制訂裝置與諸如FIFO或者任意級(jí)數(shù)的跳變隊(duì)列之類(lèi)的決策存儲(chǔ)裝置組合在一起。雖然上面對(duì)本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例作了完整的描述，但是還是有許多可以改動(dòng)或修正的地方。因此本發(fā)明的范圍由后面所附權(quán)利要求限定。
權(quán)利要求
1.一種后結(jié)束仲裁器，其特征在于包括決策制訂裝置，它帶有分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端耦合的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端、第一和第二授權(quán)輸出引線端以及第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端；以及決策存儲(chǔ)裝置，它帶有分別與決策制訂裝置的第一和第二授權(quán)輸出引線端耦合的第一和第二輸入引線端、與決策制訂裝置的第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的第一和第二確認(rèn)輸出引線端、分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二授權(quán)引線端耦合的第一和第二輸出引線端以及與后結(jié)束仲裁器的服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的服務(wù)結(jié)束輸入引線端。
2.如權(quán)利要求1所述的后結(jié)束仲裁器，其特征在于所述決策制訂裝置為6引線的后決策型仲裁器。
3.如權(quán)利要求2所述的后結(jié)束仲裁器，其特征在于所述決策存儲(chǔ)裝置為存儲(chǔ)一個(gè)決策的單級(jí)先進(jìn)先出寄存器。
4.如權(quán)利要求2所述的后結(jié)束仲裁器，其特征在于所述決策存儲(chǔ)裝置為存儲(chǔ)一個(gè)決策的單級(jí)跳變隊(duì)列。
5.一種仲裁器電路，其特征在于包括決策制訂裝置，它帶有分別用于接收第一和第二系統(tǒng)請(qǐng)求信號(hào)的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端、第一和第二授權(quán)引線端以及服務(wù)結(jié)束引線端；以及決策存儲(chǔ)裝置，它帶有分別與第一和第二授權(quán)引線端耦合的第一和第二輸入引線端、與服務(wù)結(jié)束引線端耦合的確認(rèn)引線端、分別提供第一和第二授權(quán)信號(hào)的第一和第二輸出引線端，以及系統(tǒng)服務(wù)結(jié)束輸入引線端。
6.如權(quán)利要求5所述的仲裁器電路，其特征在于所述決策存儲(chǔ)裝置為至少有兩級(jí)的先進(jìn)先出寄存器。
7.如權(quán)利要求5所述的仲裁器電路，其特征在于所述決策存儲(chǔ)裝置為至少有兩級(jí)的跳變隊(duì)列。
8.一種仲裁器電路，其特征在于包括決策制訂裝置，它帶有接收第一系統(tǒng)請(qǐng)求信號(hào)的第一請(qǐng)求輸入引線端和接收第二系統(tǒng)請(qǐng)求信號(hào)的第二請(qǐng)求輸入引線端、第一授權(quán)引線端和第二授權(quán)引線端以及服務(wù)結(jié)束引線端；第一決策存儲(chǔ)裝置，它帶有與第一授權(quán)引線端耦合的第一輸入引線端、與第二輸出引線端耦合的第二輸入引線端、第一確認(rèn)引線端、提供第一系統(tǒng)授權(quán)信號(hào)的第一輸出引線端、提供第二系統(tǒng)授權(quán)信號(hào)的第二輸出引線端以及第一系統(tǒng)服務(wù)結(jié)束輸入引線端；第二決策存儲(chǔ)裝置，它帶有與第一授權(quán)引線端耦合的第一輸入引線端、與第二輸出引線端耦合的第二輸入引線端、第二確認(rèn)引線端、提供第三系統(tǒng)授權(quán)信號(hào)的第一輸出引線端、提供第四系統(tǒng)授權(quán)信號(hào)的第二輸出引線端以及第二系統(tǒng)服務(wù)結(jié)束輸入引線端；以及組合電路，它帶有分別與第一和第二確認(rèn)引線端耦合的第一和第二輸入引線端以及與決策制訂裝置的服務(wù)結(jié)束引線端耦合的輸出引線端。
全文摘要
本發(fā)明提供一種后結(jié)束仲裁器,它包括:決策制訂裝置,它帶有分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端耦合的第一和第二請(qǐng)求輸入引線端、第一和第二授權(quán)輸出引線端以及第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端;以及決策存儲(chǔ)裝置,它帶有分別與決策制訂裝置的第一和第二授權(quán)輸出引線端耦合的第一和第二輸入引線端、與決策制訂裝置的第一和第二服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的第一和第二確認(rèn)輸出引線端、分別與后結(jié)束仲裁器的第一和第二授權(quán)引線端耦合的第一和第二輸出引線端以及與后仲裁器的服務(wù)結(jié)束輸入引線端耦合的服務(wù)結(jié)束輸入引線端。
文檔編號(hào)G06F12/00GK1173667SQ97111499
公開(kāi)日1998年2月18日 申請(qǐng)日期1997年5月30日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者I·V·蘇瑟蘭得, L·S·塔夫洛 申請(qǐng)人:太陽(yáng)微系統(tǒng)公司