https://mp.weixin.qq.com/s/7Y23gV6yPvtmvKHTo2I8mw

 
基于ReadyValid接口实现的多入单出仲裁器。
 
参考链接:
 
 
1. ArbiterIO
 
ArbiterIO包含如下接口:
a. in
 
Arbiter的n个输入接口,每个接口都是ReadyValid接口;Flipped把方向反过来,是因为仲裁器是输入接口的Consumer;
 
b. out
 
仲裁器的输出接口(ReadyValid接口),因为仲裁器是这个接口的Producer,所以不需要使用Flipped调转反向;
 
c. chosen
 
指示选择的输出是哪一个输入接口的;
 
 
2. ArbiterCtrl
 
 
这是一个优先级发生器。requests中的请求按顺序优先级由高到低。
 
可以看到后面的请求,收到前面请求状态的约束,如果前面的请求状态为真,则后面的请求会被忽略。
 
3. Arbiter
 
Hardware module that is used to sequence n producers into 1 consumer. Priority is given to lower producer.
 
 
a. 输入输出接口
 
 
b. 输出数据
 
io.chosen/io.out.bits是一对,作为一个整体研究。这里对io.chosen/io.out.bits进行了n次连接,后面的连接具有更高的优先级,第一次的连接(连接到第n-1个输入)为默认连接。
 
把这些连接摊平,即如下:
 
c. 输入使能
 
 
某个Producer要想通过ReadyValid接口输出,需要与其相连的Consumer把Ready置位。也就是说,仲裁器通过把某一个输入口的Ready为置位,来授权该输入口传输数据。
 
这里,先把io.in中的n个输入,一一与grant中的n个授权位组成n个元组。然后遍历这些元组,一一决定是否对每个输入的ready置位,而允许其传输数据。
 
io.out.ready的意思为仲裁器的Consumer已经准备好了接收,这是一个总的开关。
 
grant用来决定是否授权某个输入口传输。这只是个结果,生成grant的逻辑实现了仲裁的算法。
 
d. 授权(grant)
 
grant是使用ArbiterCtrl来实现,这个是基本的严格优先级(strict priority)逻辑,小号优先。
 
根据ArbiterCtrl的实现,in(0)对应的grant总是为true,所以他总是有授权的。
 
e. 开始输出
 
 
!grant.last是把前面n-1个输入口的valid相或,再或上第n个输入口的valid,就是把所有的输入口的valid相或。
 
所以,只要输入口有一个想要传输数据,则整个仲裁器即想要传输数据。
 
请注意这里是想要,只是说明自己可以传输,但是否开始传输也取决于仲裁器的下游Consumer是否准备好,而把io.out.ready置位。
 
f. n个输入的优先级
 
优先级体现在哪里?在多个输入口的Producer同时把Valid置位,表明有数据要传输给仲裁器时,哪一个输入口获得授权。
 
这个体现在grant的算法里,从ArbiterCtrl的实现逻辑看,in(0)总是有授权,而后面的输入口的授权,依次取决于前面所有输入口的valid是否置位,如果置位,则该输入口的授权即被取消,而导致这个输入口的ready不能被置位。亦即这个输入口的Producer不能输出。
 

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