[发明专利]总线仲裁方法及其总线仲裁器

说明书

技术领域

本发明涉及一种在公用资源与多个处理机之间进行仲裁的方法和设备，并更具体地涉及一种采用分布式  裁型的总线仲裁方法和一种应用该方法的设备。

背景技术

在多处理系统中，利用两种通用方法中的一种与公共资源相连的多个处理机同时执行多个操作，这两种通用方法即使用公共总线或通信链路。这样，当两个或更多的处理机同时需要使用公共资源时，需要有一种仲裁方法来分配使用资源的权利。仲裁方法可分为集中式仲裁和分布式仲裁。集中式仲裁方法利用单个仲裁器批处理资源以分配多个处理机的请求。另一方面，在分布式仲裁方法中，各处理机各具有一个指定的仲裁器。

在分布式仲裁中，某一给定的请求资源分配的处理机首先检验资源使用的当前状态。然后，根据预定的算法进行资源使用仲裁。分配公用资源的权利是由仲裁中所使用的算法决定的。分配公用资源的权利划分成“公平”和“优先”两种分配方法。公平是向所有的处理机平等地提供使用公用资源的权利，即一种循环技术，而优先是根据各处理机的优先级向处理机提供使用公用资源的权利。

参照图1，下面将描述采用集中式仲裁法的常规仲裁器。

图1是一个方块图，说明提供公平(仲裁)的常规仲裁器(见美国专利5,280,591号)。

提供公平的常规仲裁器由第一仲裁器10和第二仲裁器20构成。这里，第一仲裁器10包括多个仲裁器，例如，利用循环调度法通过接收来自各处理机的处理机请求信号仲裁总线的仲裁器10A，以及利用循环调度法通过接收来自各存储器的存储器请求信号仲裁总线的仲裁器10B。第二仲裁器20选择多个利用循环调度法的第一仲裁器10中的一个。

至于该仲裁器的运行，第一仲裁器10和第二仲裁器20根据循环调度保证公平对待各处理机。循环调度平等地向所有的处理机分配使用公用资源的权利并且轮流对所有的处理机授权使用总线。但是，因为总线是根据集中式仲裁法由一个仲裁器仲裁的，总线请求信号传输、请求信号识别、仲裁、授权信号传输、授权信号接收、请求信号断开、总线驱动器延迟时间等等类似的事情造成速度的降低。而且，如果仲裁器发生故障，整个系统停止。在根据循环调度提供公平的情况下，因为一个已经使用总线的处理机要在其它处理机使用公用资源之后才能具有使用公用资源的权利，增大等待时间。此外，如果为了解决上述问题，在检验当前处理机的请求信号的地方增加优先法或其它处理方法和类似的方法，则将会增加硬件的复杂性和降低处理速度。

接着，参照图2描述采用分布式仲裁法的常规仲裁器。

图2是一个方块图，说明保证优先(仲裁)的常规技术(见美国专利5,307,466号)。

保证优先的常规仲裁器采用分布式仲裁方法，通过比较由总线请求信号提供的总线请求处理机的优先级，各仲裁器40A、40B和40C确定优先级，而且优先级可根据程序改变。仲裁器40A、40B和40C对经总线50输入的总线请求信号和处理机60A、60B和60C的优先号进行“异”操作，从而确定总线使用优先级并且生成一个指示总线使用的信号(忙信号)，通过该信号具有使用总线优先级的相应处理机可以使用总线。由于在进行这种“异”操作时使用一个系统总线时钟，系统速度因仲裁而降低。而且，由于不保证公平，当同时产生多个总线请求信号时，低优先级的处理机总是要等待机会。此外，需要编制优先级的资源及需要进行编制优先级的工作。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种总线仲裁方法，在这种总线仲裁方法里在保证优先级之前提供一种公平，从而减少较低优先级处理机的总线使用等待并改进仲裁速度。

本发明的另一个目的是提供一种总线仲裁器，在这种总线仲裁器里在保证优先级之前提供一种公平，从而减少较低优先级处理机的总线使用等待并改进仲裁速度。

为了达到本发明的第一个目的，提供了一种包含下述步骤的总线仲裁方法：(a)检测一个总线请求处理机所生成的系统总线请求信号；(b)检验别的请求系统总线的处理机的号；(c)当步骤(b)中请求系统总线的处理机的号低于一预定号时，比较该总线请求处理机和别的总线请求处理机之间的优先级；以及(d)允许在步骤(c)的优先级比较中获胜的该总线请求处理机使用系统总线。