[发明专利]具有重叠读写操作和可伸缩地址流水线化的数据传送系统

说明书

本发明涉及信息处理系统、操作方法和程序产品。更具体地说，本发明涉及用于具有重叠读取/写入操作和可伸缩地址流水线化的多主导和从属数据传送的处理局部总线(PLB)架构：系统、方法和程序产品。

基于微处理器的系统中央处理单元和其他总线主导机(master)要求对主存储器存储单元进行访问。主存储器通常与主导机相距至少一个主导机与存储器总线之间的桥接层次。这种桥接功能是通过一种存储器控制器而实现的。该存储器控制器可以是能够在任何给定的时刻接受和排序几个不同的存储器操作的复杂装置。与存储器控制相关的问题之一，是动态随机存取存储器或DRAM所固有的起始存储等待时间。从一个主导机或CPU起始一个读取请求给主存储器直到数据被返回的时间可能大大超过十几个总线时钟周期。这种等待时间对系统的总体性能产生了不利影响。为了对应等待时间对主存储器读取的影响，引入了“地址流水线化”的概念，从而使主导机在前一读取操作完成之前把下一个未决读取请求提供给存储器控制器。以此方式，存储器控制器可以更好地排序和计划存储器总线的使用，以减小随后的未决读取的总等待时间。另外，与总线相连的其他装置可以要求将要以它们为目的地的操作，并适当地分配资源，从而使它们的起始等待时间减小。进一步地，通常与读取和写入传送依次地进行操作的判优循环现在可以与正在进行的在先的传送请求并行地进行。现有技术中所需要的，是在一种PLB架构中的一种可伸缩地址流水线化装置，它可被用来可编程地、独立地增大在一个操作正在进行且另一个操作也同时在进行的情况下在两个重叠读取和写入数据总线上的地址流水线化的深度。

与地址流水线化有关的现有技术包括：

1. 1997年11月20日递交且2000年6月27日颁布的美国专利第6,081,860，标题为“用于数据传送的地址流水线技术”，它公布了用于传送数据的一种方法和系统，包括通过一个任意装置与至少一个主导机(master)装置相连的至少一个从属机(slave)装置。该主导和从属机装置通过一条单个的地址总线、一条写入数据总线和一条读取数据总线而相连。该判优器装置接收来自该主导机装置的用于数据传送的请求并有选择地把这些请求发送到该从属机装置。该主导装置和该从属机装置进一步地通过多个传送限定符信号相连，这些信号可指定所请求的数据传送的预定特性。控制信号还在该判优器装置与该从属机装置之间传送，以允许适当的从属机装置在目前或初级数据传送未决期间锁存所请求的次级传送的地址，从而避免该次级传送通常所需的地址传送等待时间。这种设计被适当配置以在混合系统中发挥有利的作用，这些系统可包括地址流水线化和未地址流水线化的从属机装置。

2. 1986年12月2日颁布的美国专利第4,626,843号，标题“为具有并行总线请求判优的多主导机通信总线系统”，它公布了一种设备和一种相关的方法，用于调整对一种通信总线的访问，其中多个通信节点与该总线相连。在各个节点的控制逻辑确定它们中的哪个具有访问总线的优先权，其中借助了一种并行判优程序，而所有竞争总线访问的节点都参与该程序。具体地，每一个竞争的节点都产生一个相对优先级节点号，并将其确证(accert)到获得判优总线上。所有确证的节点号被逻辑结合成该总线上的一个复合节点号，且获胜的节点在各个节点处的一种一位一位的脉波比较电路(bit-by-bit ripple comparison circuit)中得到确定，该复合节点号被与本地产生的相对优先级节点号相比较。优先级在数据发送之前被确定，且同步和判优在没有任何中央或主导控制单元的情况下进行。