一种权重分时的仲裁装置及方法与流程

本发明属于计算机技术领域，尤其是涉及一种权重分时的仲裁装置及方法。

背景技术

随着科技的进步，片上系统应用的发展，特别是工业控制、科学计算的需求，多个设备需要共享同一资源的情况越来越多，这就对这一资源的访问控制提出了新的要求。根据这类系统的特点，需要解决各个设备之间资源争用的问题，这使得资源访问的控制复杂性大为增加。

仲裁装置就是在多个设备共享同一资源的环境中提出来的。在多处理机系统中，每个处理机都可以去访问系统的资源，由于每个处理机都会随机地提出对系统资源使用的要求，这样就可能发生对系统资源的竞争现象。为了防止多个处理机同时访问系统资源，就要对资源的访问进行控制，按优先级高低，合理地分配资源，这就是仲裁问题。

目前的仲裁机制多数采用固定优先级机制或者轮询机制，采用固定优先级机制可能会使得低优先级的请求永远无法得到响应或者需要很长的等待时间才能得到响应；而轮询机制又会使得高优先级的请求得不到足够多的响应时间，这些无疑会大大的降低系统的运行效率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种权重分时的仲裁装置，对外部所有的请求进行处理，通过对权重分配过程的正确控制，达到系统资源的最佳使用。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种权重分时的仲裁装置，包括权重分析单元、权重时分单元、以及仲裁单元；其中，

权重分析单元，用于对输入到本装置的请求信号进行权重分析，并分配给输入请求不同的权重，将权重分析结果传递给仲裁单元；

权重分时单元，用于依据仲裁单元的仲裁结果，对当前装置的权重进行切换，使本装置在不同的时间对权重的处理方式不同；

仲裁单元，用于依据权重分析单元对输入请求信号的权重分析结果和权重分时单元决定的本装置此时的权重，对输入信号进行仲裁，并最终将仲裁结果输出到装置外部。

进一步的，所述权重分析单元根据不同的优先级的请求信号分配不同的权重。

进一步的，所述权重分配的整体原则为优先级越高分配的权重越高，不同的优先级分配的权重不同，相同的优先级分配相同的权重，但是对其进行不同的编号，编号的原则为不同的请求编号不同。

进一步的，所述权重分时单元对权重进行分时，以确保在特定的时刻本装置只能处理某一权重的请求。

进一步的，所述仲裁单元的仲裁原则为优先授予与本装置所能处理权重相同的请求，如果没有和本装置相同权重的请求，就授予权重较高的请求；如果请求的权重相同，优先选择编号较大的请求。

相对于现有技术，本发明所述的一种权重分时的仲裁装置具有以下优势：

本发明可以在保证高权重的请求得到更多的响应的同时，还能保证低权重的请求得到一定量的响应，从而可以提高整个系统对请求处理的速度和效率。

本发明的另一目的在于提出一种权重分时的仲裁方法，对外部所有的请求进行处理，通过对权重分配过程的正确控制，达到系统资源的最佳使用。

为了达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种权重分时的仲裁方法，具体包括如下步骤：

(1)外部请求信号进入本装置时，权重分析单元对输入的请求信号进行权重分析，给不同优先级的请求信号分配不同的权重，并将权重分析结果传递给仲裁单元，同时将当前装置所能处理的权重信息传递给仲裁单元；

(2)仲裁单元会依据权重分析单元对输入请求信号的权重分析结果和权重分时单元决定的本装置此时所能处理的权重，对输入信号进行仲裁，并最终同时将仲裁结果输出到装置外部和权重分时单元；

(3)权重分时单元依据仲裁单元返回的仲裁结果对本装置所能处理的权重进行切换，从而达到权重分时的仲裁效果。

本发明所述的一种权重分时的仲裁方法与上述一种权重分时的仲裁装置的有益效果相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例所述的一种权重分时的仲裁装置示意图；

图2为本发明实施例所述的权重分时示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

如图1所示，本发明提出了一种权重分时的仲裁装置。使用本发明所描述的仲裁装置，可以使高优先级的请求分配高的权重从而得到充分响应时间的同时，低优先级的请求分配比较低的权重也会得到相应的响应时间。这样就可以对外部所有的请求进行处理，通过对权重分配过程的正确控制，达到系统资源的最佳使用。具体的组成部分如下：

首先，权重分析单元，当外部请求信号进入本装置时，首先进入该单元。该单元对输入的请求信号进行权重分析，给不同优先级的请求信号分配不同的权重，并将权重分析结果传递给仲裁单元；然后，权重分时单元，本单元会将当前装置所能处理的权重信息传递给仲裁单元，并且依据仲裁单元返回的仲裁结果对本装置所能处理的权重进行切换，从而达到权重分时的仲裁效果；最后，仲裁单元会依据权重分析单元对输入请求信号的权重分析结果和权重分时单元决定的本装置此时所能处理的权重，对输入的请求信号进行仲裁，并最终同时将仲裁结果输出到装置外部和权重分时单元；通过以上过程，本装置可以在保证高权重的请求得到更多的响应的同时，还能保证低权重的请求得到一定量的响应，从而可以提高整个系统对请求处理的速度和效率；

具体的实现步骤如下：

1、权重分析单元：本单元通过对外部输入的请求信号进行优先级分析，然后对不同优先级的请求信号分配不同的权重。权重分配的整体原则为优先级越高分配的权重越高，不同的优先级分配的权重不同，相同的优先级分配相同的权重，但是对其进行不同的编号，编号的原则为不同的请求编号不同；例如，当外部输入4个请求，其优先级分别为高、中、低、低时，本装置会分配给高优先级的请求权重为3，中优先级请求分配权重为2，两个低优先级请求的权重为1，同时给两个低优先级的请求分别编号为1和2，并将这些信息传递给仲裁单元；

2、权重分时单元：该单元负责对本装置所能处理的权重进行分时，以确保在特定的时刻本装置只能处理某一权重的请求。如图2所示，本单元以6个请求完成的时间为一个基本单位对权重进行分时，并且本依据仲裁单元反馈的仲裁结果对当前能处理的权重进行切换；由图2可知，本装置对权重为3的请求处理时间为3，权重为2的请求处理时间为2，权重为1的处理时间为1。这样就可以保证权重高的请求可以获得更多的响应时间，而权重低的请求也可以最少获得1的响应时间；

3、仲裁单元：经过步骤1和步骤2之后，对外部的输入请求信号已经进行了权重或者编号(权重相同时)的分配，并且在该时刻本装置所能处理的权重也已经确定，本单元依据这些信息对输入请求信号进行仲裁。以步骤1中的4个请求为例，假设此时步骤2中权重分时单元决定的权重为2(第四个时间片)，那么仲裁单元优先授予权重为2的请求；当权重为2的请求完成之后，权重分时单元将权重切换为1，那么仲裁单元优先授予权重为1的请求，而此时有两个权重为1的请求，那么仲裁单元优先授予编号为2的请求；当编号为2的权重为1的请求处理完成之后，权重分时单元将权重切换为3，此时仲裁单元优先授予权重为3的请求；当权重为3的请求完成之后，权重分时单元将权重切换为下一个分时单位，此时权重分时单元决定的权重为3，那么仲裁单元优先授予权重为3的请求，而此时已经没有权重为3的请求，那么仲裁单元将优先授予权重较高的请求，而此时只有一个权重为1的请求，那么仲裁单元将授予权重为1的请求。仲裁单元会将仲裁结果输出，已决定那个请求去访问系统资源。同时，仲裁单元也会将结果传递给权重分时单元，供其切换权重；

经过步骤1、步骤2和步骤3的相互配合，就可以完成对外部输入请求信号的仲裁工作。由此可见，通过本发明的一种权重分时的仲裁装置可以在保证高权重的请求得到更多的响应的同时，还能保证低权重的请求得到一定量的响应，从而使得在一定的时间内可以完成不同优先级请求的响应，进而可以提高整个系统对请求处理的速度和效率。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。