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混合优先级PCI设备的总线仲裁算法及其Stateflow建模
作者：陈忠泽
来源：《数字技术与应用》2010年第06期
摘要:提出了一种PCI总线的混合优先级仲裁算法,并将该算法应用于某视频监控主机的PCI总线系统,建立了其基于Stateflow的模型。该算法是固定和循环优先策略的有机结合,因而它既继承了前者的设备优先级属性的存在差异化的事实也体现了后者的设备优先级属性获取上公平性。仿真试验表明了该PCI总线策略的可行性和模型的正确性。 关键词:PCI 总线仲裁器 仲裁算法 Stateflow建模 引言
PCI (Peripheral Component Interconnect:外围设备互联)总线是一种将系统中外部设备以结构化和可控制方式连接起来的总线标准,包括系统部件连接的电气特性及行为;它广泛地应用在计算机和嵌入式设备中,是迄今最为流行的工业控制总线之一。多设备的PCI系统中, 必须为这些设备提供仲裁授权信号以保障系统的正常有序运行。为此,很多厂家有针对性地发布了PCI仲裁逻辑的专用芯片或者集成了PCI 仲裁逻辑的专用芯片, 但使用上一般欠灵活[1];基于可编程逻辑器件CPLD/EPLD/FPGA的PCI总线仲裁器[1~8]就成为必然的选择,它可以使用户根据具体应用的需求设计合适的总线策略。根据文献,现有的总线策略包括循环优先级算法[1]、循环优先级与FIFO 队列的混合仲裁算法[4]、分组循环优先仲裁算法[8]、总线加权优先循环仲裁算法[9]等。本文针对某视频监控主机系统中PCI设备对总线的需求,提出了一种基于固定优先级和循环优先级的混合优先级仲裁算法,并通过Stateflow对该算法进行建模实现。 混合优先级PCI主设备的总线仲裁算法
为了充分利用PCI总线效率,PCI仲裁器必须采用特定的优先级仲裁算法,以便在多个设备同时提出总线请求时能根据仲裁算法判断出哪个设备应得到总线控制权。在选择仲裁算法时,应遵循公平性、延时限制、总线的最高利用率和易于扩展性等原则[8]。本文从某视频监控主机的PCI总线设备对总线需求的实际出发,提出了一种混合优先级仲裁算法。 2.1 某视频监控主机的PCI 总线系统的描述
某视频监控主机PCI总线上共有7 个PCI 设备(如图1所示),分别是2个视音频拾取及压缩模块(Dev1~2)、1个视音频监控及回放模块(Dev3)和4个SATA硬盘控制器模块(Dev4~7)。
混合优先级PCI设备的总线仲裁算法及其Stateflow建模
