[发明专利]用于基于串行数据总线的流媒体传输系统终端设备中的仲裁器

说明书

技术领域

本技术属于数据转发和交换技术领域，涉及对同一总线上有多种流媒体数据进行收发的总线仲裁方法。

背景技术

在信息时代化的今天，人们实时沟通越来越频繁，对快速的信息化沟通的要求也越来越高。从大型的国际型政治会议到小型的企业商务谈判，我们的沟通无时无刻不依赖于会议。会议系统随着我们的需求在快速发展着，从单一的点到点的模式逐渐发展到点到多点，甚至多点对多点的模式，IT技术的飞速发展，让我们慢慢习惯并非常依赖于这项技术为我们带来的便捷、快速而低廉的工作模式，于是，IT与音视频和网络的融合，把我们从简单的音频会议到如今丰富多样的视频会议、网络会议。

系统中多个设备或模块可能同时申请对总线的使用权，为避免产生总线冲突，需要由总线仲裁机构合理地控制和管理系统中需要占用总线的申请者，在多个申请者同时提出总线请求时，以一定的优先算法仲裁哪个应获得对总线的使用权。但是不论按照何种算法，都应该满足下面的要求：

1、每一时刻只能有一个设备作为总线主控器；

2、先请求者先响应，且在一个总线操作周期之内不被打断；

3、同一时刻有几个设备发出请求时，按优先级排序响应。

仲裁算法性能的优劣对系统性能有较大影响。常用的仲裁算法有：

(1)静态优先级算法，它为每个连到总线上的设备或模块分配一个唯一的固定优先级。当多个设备或模块同时请求使用系统总线时，仲裁机构使优先级最高的申请者使用总线。通常用菊花链方式来确定优先级，越靠近仲裁器的处理机的优先级越高。这种算法的优点是简单、易实现。缺点是优先级低的处理机很少有机会使用总线。

(2)均等算法通常以轮转方式将总线按固定长短的时间片依次供各处理机使用，常用于同步总线。优点是算法较简单且能保证各处理机有均等机会使用总线。缺点是平均等待时间较长。此外，若轮到的处理机不用总线时，将造成总线带宽的浪费。

(3)动态优先算法根据总线使用情况和相应规则，动态地改变连接到总线上的处理机的优先级。如近期最少使用算法，将最高的优先级分给在最长时间间隔内未使用总线的处理机。又如循环菊花链算法，根据离最后一次使用总线的处理机所处位置远近来分配优先级。距离越近的处理机，它的优先级越高。动态优先算法的优点是兼顾了前两种算法的优缺点，即有较小的平均等待时间而又可使系统中各处理机有更均等的机会使用总线，缺点是控制逻辑较复杂。

(4)先来先服务算法这是理想的仲裁算法，它不按优先级选择申请者，因而有最好的均等性，但实现较困难。主要作为一种衡量其它算法优劣的标准。

上述各种仲裁算法，可用集中式或分布式结构实现。集中式结构由一个仲裁机构统一实现仲裁算法，常用轮流查询或独立请求和准用等硬件机构实现。分布式结构则将仲裁硬件分布到各个处理机中，分配给每个处理机一个唯一的优先号，欲请求使用总线的处理机将自己的优先号由各自的分布仲裁机构送到共享的请求有效线上进行逻辑“或”操作，形成一个合成优先号。然后再由分布仲裁器将各处理机优先号与此合成优先号相比较，优先号小于此合成优先号的处理机将自动撤销请求，获得总线使用权的将是具有最高优先号的处理机。本发明采用集中式结构的仲裁方法，采用轮流查询或独立请求和准用等硬件机构实现。如图2所示，当设备的音频存储器303-1，控制缓冲器303-3，视频缓冲器203-2等同时有数据时，总线仲裁模块305采用本发明所述方法计算优先级，从而选定一个优先级最高的数据，进行数据的发送。直到发完这个存储器内的数据再次仲裁选择另一个存储器内的数据，一直循环直到所有的存储器里的数据发送完毕。在发送数据的同时会在包与包之间插入一定的时间间隔。

采用这种仲裁方式，克服了采用静态优先级仲裁算法和均等算法二者的缺点，兼顾了动态优先算法平均等待时间短的优点，实现各个模块具有均等使用总线的机会，增加了总线的利用率，而且实现简单。

发明内容

本发明的目的是：提供一种在申请使用总线的信号比较多而且要求的同步性很强的情况下，能较好的完成多种信号的同步传输的仲裁器、使用该仲裁器的终端设备。