[发明专利]用于执行多周期仲裁的数据处理装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于执行多周期仲裁的数据处理装置和方法，特别是涉及用于在通过多个资源共享的公共访问通路传递的多个访问请求之间执行这种仲裁的数据处理装置和方法。

背景技术

在数据处理装置中，情况往往是数据处理装置中的多个资源共享公共访问通路(本文中又称作共享访问通路)。例如，数据处理装置中的多个逻辑元件、如多个主装置可共享对于由一个或多个存储装置组成的存储器的访问，那些存储装置的每个包括多个存储体(bank)。在这个实例中，存储装置的各存储体可被认为是共享资源。对这种存储器的访问通常由存储控制器控制，使得各种逻辑元件发出的、寻求对存储器的访问的任何访问请求由存储控制器接收，存储控制器通常包括用于在向存储器发出访问请求之前对它们进行缓冲的队列。在存储控制器与存储器之间往往存在单个连接通路，因此这个连接通路形成到存储器中包含的多个存储体的公共访问通路。

作为共享访问通路的另一个实例，许多数据处理装置提供互连电路，用于耦合设置在装置中的各个主逻辑单元和从(slave)逻辑单元，其中互连电路提供多个连接通路，通过连接这些通路可建立主逻辑单元与从逻辑单元之间的通信。连接通路的一部分通常在多个逻辑单元之间共享，如通常在单层互连中的情况那样。

作为共享访问通路的另一个实例，多个外围设备可连接到外围总线。外围总线往往经由桥接电路连接到主系统总线，以及送往那些外围设备的任何访问请求首先由桥接电路接收，桥接电路则通过外围总线向适当的外围设备一次一个地发出访问请求。由于任何特定时间只有一个访问请求可经由外围总线传播，所以外围总线形成共享访问通路。

在数据处理装置中出现共享访问通路的上述三个实例仅作为实例来提供，而不是要表示在数据处理装置中产生共享访问通路的情况的详尽列表。

无论这样一种共享访问通路存在于什么位置，通常需要提供用于执行仲裁操作的仲裁电路，以便在通过那个共享访问通路传递的多个访问请求之间进行仲裁。

当数据处理装置的组件的工作频率增加时，变得越来越难以在单个时钟周期中执行所需仲裁操作。因此，有必要提供执行作为多周期操作的仲裁操作的仲裁电路。为了取得连续的吞吐量，下一个访问的仲裁必须在知道前一个仲裁操作的结果之前开始。为此，可为仲裁电路提供多个流水线级(pipeline stage)，以便允许相应的多个多周期仲裁操作在任一时刻都在进行。。

但是，共享公共访问通路的资源往往是这样的，使得它们无法在每一个时钟周期接收访问请求。实际上，一旦经由仲裁操作已经准许访问请求对特定资源的访问权，与那个资源关联的内部访问(interaccess)定时参数可使那个资源对于多个时钟周期是不可访问的。因此，希望确保在那个周期中，仲裁电路不准许寻求访问那个特定共享资源的另一个访问请求的访问权。

但是，使用以上所述的流水线仲裁方法时，多个仲裁操作通常同时正在进行，因此对于流水线中正在进行的任何特定的仲裁操作，通常不可能在流水线中的那个特定仲裁操作之前、在需要由那个特定仲裁操作进行判定时知道一个或多个仲裁操作的结果。因此，有可能的是，仲裁电路的流水线级中正进行的仲裁操作的多个迭代准许寻求访问相同共享资源的访问请求的访问权。因此，有可能的是，由仲裁电路准许了访问权的访问请求随后可能因上述内部访问定时参数限制而停止(stall)等待访问共享资源，如果出现这种情况，则明显影响性能。

因此，在执行作为多周期操作的仲裁的情况下，希望提供一种用于在寻求访问共享公共访问通路的多个资源的多个访问请求之间进行仲裁的改进技术。

发明内容

从第一方面来看，本发明提供一种数据处理装置，包括：共享公共访问通路的多个资源；至少一个逻辑元件，用于发出请求访问所述资源的访问请求，各访问请求标识要访问所述资源的哪一个；仲裁电路，用于执行在通过公共访问通路传递的多个访问请求之间进行仲裁的多周期仲裁操作，仲裁电路具有多个流水线级，以便允许相应的多个多周期仲裁操作在任一时刻正在进行；过滤器(filter)电路，具有多个过滤器状态，过滤器状态的数量取决于所述仲裁电路的流水线级数量，以及各资源与所述过滤器状态之一关联；对于要由所述仲裁电路执行的新的多周期仲裁操作，过滤器电路选择所述过滤器状态之一，所选状态没有被选择用于仲裁电路的流水线级中已经在进行的其它任何多周期仲裁操作，并确定正寻求访问与所述所选过滤器状态关联的资源的那些访问请求作为新的多周期仲裁操作的候选访问请求。