在計算機體系結構中,仲裁邏輯的設計空間是什麼?


仲裁邏輯在掛起和分事務匯流排的實現中起著至關重要的作用。這些被稱為 N 選 1 仲裁器,因為它們僅向其中一個請求者授予請求的資源。仲裁邏輯的設計空間非常豐富。根據其元件在多處理器系統中的分佈,有兩種方法可以組織仲裁邏輯:

  • 集中式仲裁器
  • 分散式仲裁器

固定優先順序策略的實現非常簡單,但它無法提供公平的匯流排分配。在輪循優先順序方案中,最高優先順序可以動態更改,提供公平的匯流排分配策略,但硬體複雜性增加。

在迴圈輪詢仲裁器策略中,固定長度的匯流排時間片被分配並依次分配給每個匯流排主控器,以迴圈輪詢的方式。在最近最少使用策略中,最長時間未使用匯流排的匯流排主控器在每個匯流排週期都獲得最高優先順序。這兩種方案都提供了良好的負載均衡,但後者比前者需要更少的等待時間。在先到先服務方案中,匯流排按請求順序授予。這種方法提供了最佳效能,但它需要最複雜的硬體來實現。

具有獨立請求和授權線的集中式仲裁器有兩個主要優點,如下所示:

  • 它可以實現任何匯流排分配策略。

  • 與菊花鏈仲裁器相比,它具有更快的仲裁時間。

仲裁邏輯最流行的組織結構之一是菊花鏈。在菊花鏈匯流排仲裁方案中,只有一個共享的匯流排請求線。所有主控器都使用此線路來指示它們訪問共享匯流排的需求。

仲裁器將匯流排授權線傳遞給第一個主控器,然後從一個主控器傳遞到另一個主控器,形成一個主控器鏈。主控器的優先順序由其在授權鏈中的位置決定。越靠近仲裁器,優先順序越高。

菊花鏈仲裁方案的實現非常經濟高效。新增新的處理器模組不需要擴充套件現有的匯流排交換線。該方案的主要缺點是授權訊號在授權鏈線上傳播相對較慢。另一個缺點是分配方案缺乏公平性。

它可以消除這種缺點,可以在共享匯流排多處理器中採用一種改進版本,稱為輪循仲裁器。輪循仲裁器的優先順序迴圈的工作原理類似於菊花鏈仲裁器的授權鏈。

如果主控器已啟用其匯流排請求線、匯流排繁忙線處於非活動狀態且優先順序輸入線處於活動狀態,則允許仲裁器授予其耦合的主控單元。如果主控器未啟用其匯流排請求線,則仲裁器啟用其輸出優先順序線。

更新於: 2021-07-23

717 次瀏覽

開啟您的 職業生涯

透過完成課程獲得認證

開始學習
廣告

© . All rights reserved.