专利名称：控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法
技术领域：
本发明是有关于一种控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法，尤指一种可动态调整汇流排传输方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片与一第二控制晶片间设有一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，各控制晶片分别对各位址资料汇流排拥有较高的优先权，并可依各汇流排的使用状况，动态调用另一位址资料汇流排，以提高控制晶片组间的传输效率。
近年来，资讯产业与半导体制程不断的蓬勃发展，使人们可以把愈来愈多周边装置的主控器整合于一控制晶片(如南桥晶片)中。由于南桥晶片所控制的周边装置繁多，相对其与北桥晶片或CPU需要做资料传输的机会也较多。在旧有PCI系统架构下，南桥晶片必需与其他周边装置共同分享PCI汇流排的频宽，常常会造成资料传输的延迟，使整体效能大打折扣。
目前已有部分解决方案，如我国发明专利公告第46812号控制晶片组之间汇流排的仲裁方法，如
图1所示，其CPU14透过北桥晶片10连接到记忆体16、AGP汇流排以及南桥晶片12，而南桥晶片12则可透过PCI汇流排及ISA汇流排等连接各式周边装置。
其中，北桥晶片10与南桥晶片12间设有一控制晶片组间汇流排18。该控制晶片组间汇流排18主要包含有一组8条双向讯号线的位址资料汇流排(ADbus)186与一条双向位元致能讯号线185；由南桥12所驱动的上传命令(up linkcommand)讯号线187、上传触发(up link strobe)讯号线189；还有由北桥10所驱动的下传命令(down link command)讯号线181、下传触发(down linkstrobe)讯号线183。
由于该依址资料汇流排186是为双向共用汇流排，故北桥10与南桥12之间必需透过一仲裁机制才能有效使用该位址资料汇流排，不致产生使用上的冲突。该发明中主要是令其中一控制晶片(如北桥)平常掌握晶片汇流排的控制权，但另一控制晶片(如南桥)则享有较高的汇流排优先权，当南桥发出汇流排要求讯号时，北桥必须立即或在完成其目前执行的汇流排命令周期后，交出汇流排的控制权给南桥，利用此一仲裁方法即可有效利用该控制晶片组间汇流排，使控制晶片组间的资料传输可独立进行，不与其他周边装置共同分享习用PCI架构中PCI汇流排的频宽，而可使整体传输效率得到提升。
然而，上述的解决方案虽可提升整体的传输效率，但仍然有可以改良及增进效率的空间。例如，因为其使用单一双向共用他址资料汇流排，当北桥与南桥同时急需使用15汇流排时，容易产生汇流排使用时间分配不当的问题。另外，汇流排使用权转换时，需要一个时脉周期的转换周期(turn-around cycle)。又，为了防止北桥已送出命令而正在等待进行后续的资料传输动作，使南桥误以为北桥已不使用该汇流排，故于南桥发出汇流排要求讯号后，尚需等待一预定周期后再使用该晶片间汇流排。如此，一来一往的转换与等待，将会形成无法传输资料的时间空档，造成时间上的浪费。
因此，如何针对上述习知技艺的不足之处，以及使用时所发生的问题提出一种新颖的解决方案，设计出一种实用而有效的汇流排构造与仲裁方法，不仅可提高汇流排频宽的利用率，且不会有控制晶片长时间等待汇流排而降低整体效率的情形，长久以来一直是使用者殷切盼望及本发明人欲行解决的困难点所在，而本发明人基于多年从事于资讯产业的相关研究、开发、及销售的实务经验，乃思及改良的意念，经多方设计、探讨、试作样品及改良后，终于研究出一种控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法，以解决上述的问题。
本发明的次要目的，在于提供一种控制晶片组间的汇流排，其二位址资料汇流排皆为双向共用汇流排，可灵活调度运用，有效利用其传输的频宽。
本发明的又一目的，在于提供一种控制晶片组间的汇流排，各控制晶片分别对其中一汇流排拥有较高的优先权，可避免单一控制晶片长时间占用所有位址资料汇流排。
本发明的又一目的，在于提供一种控制晶片组间汇流排的仲裁方法，其主要是令各控制晶片各对其中一位址资料汇流排拥有较高的优先权，当一控制晶片对汇流排的需求较大时，可发出汇流排要求讯号，若另一控制晶片不需使用汇流排，则可谓用另一位址资料汇流排，以加快传输速率。
本发明的又一目的，在于提供一种控制晶片组间汇流排的仲裁方法，当一控制晶片拥有较高优先权的位址资料汇流排被占用时，只要发出汇流排要求讯号，即可取回该位址资料汇流排的使用权，以确保各控制晶片皆可即时使用汇流排传输资料。
本发明的目的是这样实现的一种控制晶片组间的汇流排，该控制晶片组包含有一第一控制晶片及一第二控制晶片，由一晶片组间的汇流排互相传送资料，其中该汇流排主要是包含有一第一位址资料汇流排，主要做为第一控制晶片到第二控制晶片的位址与资料传输之用；及一第二位址资料汇流排，主要做为第二控制晶片到第一控制晶片的位址与资料传输之用。
该第一位址资料汇流排为一共用双向汇流排。
该汇流排尚包含有一第一命令讯号线，该第一控制晶片可透过该第一命令讯号线向第二控制晶片发出一汇流排要求讯号。
该第一控制晶片是对该第一位址资料汇流排拥有较高的优先权。
该第二位址资料汇流排为一共用双向汇流排。
所述的控制晶片组间汇流排，尚包含有一第二命令讯号线，该第二控制晶片可透过该第二命令讯号线向第一控制晶片发出一汇流排要求讯号。
该第二控制晶片是对该第二位址资料汇流排拥有较高的优先权。
该第一控制晶片与第二控制晶片是分别为一北桥晶片及一南桥晶片。
一种控制晶片组间汇流排的仲裁方法，其系统包含有一第一控制晶片、一第二控制晶片、一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，其仲裁方法主要是包含有下列步骤第一控制晶片利用第一位址资料汇流排向第二控制晶片传输位址及资料；当第一控制晶片需使用第二位址资料汇流排时，该第一控制晶片发出一汇流排要求讯号；若第二控制晶片正在使用第二位址资料汇流排，则由第二控制晶片继续使用该第二位址资料汇流排；及若第二控制晶片不需使用第二位址资料汇流排，则于一转换周期后由该第一控制晶片使用该第二位址资料汇流排。
所述的仲裁方法，尚可包含有下列步骤当第一控制晶片使用第二位址资料汇流排时，若第二控制晶片需使用该第二位址资料汇流排，则由该第二控制晶片发出一汇流排要求讯号；该第一控制晶片停止使用第二位址资料汇流排；及于一转换周期后由该第二控制晶片使用该第二位址资料汇流排。
该第一控制晶片与第二控制晶片是分别为一北桥晶片及一南桥晶片。
本发明是有关于一种控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法，尤指一种可动态调整汇流排传输方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片与一第二控制晶片间设有一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，各控制晶片分别对各位址资料汇流排拥有较高的优先权，并可使各汇流排的使用状况，动态调用另一位址资料汇流排，以提高控制晶片组间的传输效率。
其中，北桥晶片20和南桥晶片22间设有一控制晶片组间汇流排28，该汇流排28至少包含有一下传命令讯号线281，可用以传递由北桥发出到南桥的汇流排命令；一上传命令讯号线285，可传递由南桥发出到北桥的汇流排命令；一下传位址资料汇流排283可用以传送由北桥发出到南桥的资料及其位址；及一上传位址资料汇流排287，可用以传送由南桥发出到北桥的资料及其位址。利用此一汇流排架构，北桥与南桥随时都可使用汇流排，而不需等待汇流排的仲裁，故不会有一方资料传递延误的情形发生。
其次，请参阅图3，是本发明另一实施例的电路方块图。如图所示，其主要的电路构造与图2所示的实施例大致相同，惟其控制晶片组间汇流排38主要包含有一下传命令讯号线381，可用以传递由北桥发出到南桥的汇流排命令，如汇流排要求讯号；一上传命令讯号线385，可传递由南桥发出到北桥的汇流排命令，如汇流排要求讯号；一下传优先汇流排383及一上传优先汇流排387，分别做为北桥与南桥间资料及其位址传输之用。其中，下传优先汇流排383与上传优先汇流排387皆为双向共用位址资料汇流排，可依各控制晶片对汇流排的需求状况而动态调整各位址资料汇流排的资料传输方向，以将汇流排的传输频宽做最大程度的利用。
在本实拖例中，由于下传优先汇流排383与上传优先汇流排387都是双向共用汇流排，故需有一良好的仲裁机制才能加以有效利用。本发明的仲裁方法首先设定北桥晶片20对下传优先汇流排383拥有较高的优先权，而南桥晶片22则对上传优先汇流排287拥有较高的优先权。在一般的状况下，北桥20利用下传优先汇流排383对南桥22传输资料，而南桥22则透过上传优先汇流排387向北桥20传输资料。当北桥20对汇流排的需求量很高而使下传优先汇流排383处于忙碌的状态时，可透过下传命令讯号线381对南桥22发出汇流排要求讯号。若南桥22此时正在使用或必须使用汇流排，则仍由南桥22继续使用上传优先汇流排387；若南桥22此时不需使用汇流排，则可于一转换周期(turn-around cycle)后将上传优先汇流排387交由北桥20使用，以舒解下传优先汇流排383的忙碌状态，并有效利用汇流排的频宽。
当上传优先汇流排387被北桥20占用时，若南桥22需使用汇流排，可透过上传命令讯号线385向北桥20发出一汇流排要求讯号。此时，北桥20必须立即或在完成其目前在上传优先汇流排387上执行的汇流排命令后，交出上传优先汇流排387的控制权，并于一转换周期后交由南桥22使用，以防止资料传输延误的情形发生。
反之，当南桥22对汇流排的需求较高，而使上传优先汇流排387处于忙碌的状态时，可透过上传命令讯号线385对北桥20发出汇流排要求讯号。若北桥20此时正在使用或必须使用汇流排，则仍由北桥20继续使用下传优先汇流排383；若北桥20此时不需使用汇流排，则可于一转换周期(turn-around cycle)后将下传优先汇流排383交由南桥22使用，以舒解上传优先汇流排387的忙碌状态，并有效利用汇流排的频宽。
当下传优先汇流排383被南桥22占用时，若北桥20需使用汇流排，可透过下传命令讯号线381向南桥22发出一汇流排要求讯号。此时，南桥22必须立即或在完成其目前在下传优先汇流排383上执行的汇流排命令后，交出下传优先汇流排383的控制权，并于一转换周期后交由北桥20使用，以防止资料传输延误的情形发生。
如此，利用本发明的汇流排架构及其仲裁方法，可使控制晶片组中的各控制晶片都能有效利用晶片组间的汇流排，可动态调整各位址资料汇流排的传输方向，将其传输频宽做最大的利用，并可确保各控制晶片皆可随时使用汇流排，而不会因一控制晶片长时间占用汇流排，造成另一控制晶片资料传递上的延误。
综上所述，当知本发明是有关于一种控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法，尤指一种可动态调整汇流排传输方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片与一第二控制晶片间设有一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，各控制晶片分别对各位址资料汇流排拥有较高的优先权，并可使各汇流排的使用状况，动态调用另一位址资料汇流排，以提高控制晶片组间的传输效率。
惟以上所述者，仅为本发明的一较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，即凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征、精神及方法所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的申请专利范围内。
权利要求
1.一种控制晶片组间的汇流排，该控制晶片组包含有一第一控制晶片及一第二控制晶片，由一晶片组间的汇流排互相传送资料，其中该汇流排主要是包含有一第一位址资料汇流排，主要做为第一控制晶片到第二控制晶片的位址与资料传输之用；及一第二位址资料汇流排，主要做为第二控制晶片到第一控制晶片的位址与资料传输之用。
2.如权利要求1所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，该第一位址资料汇流排为一共用双向汇流排。
3.如权利要求2所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，尚包含有一第一命令讯号线，该第一控制晶片可透过该第一命令讯号线向第二控制晶片发出一汇流排要求讯号。
4.如权利要求2所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，该第一控制晶片是对该第一位址资料汇流排拥有较高的优先权。
5.如权利要求1所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，该第二位址资料汇流排为一共用双向汇流排。
6.如权利要求5所述的控制晶片组间汇流排，尚包含有一第二命令讯号线，该第二控制晶片可透过该第二命令讯号线向第一控制晶片发出一汇流排要求讯号。
7.如权利要求5所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，该第二控制晶片是对该第二位址资料汇流排拥有较高的优先权。
8.如权利要求1所述的控制晶片组间汇流排，其特征在于，该第一控制晶片与第二控制晶片是分别为一北桥晶片及一南桥晶片。
9.一种控制晶片组间汇流排的仲裁方法，其系统包含有一第一控制晶片、一第二控制晶片、一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，其仲裁方法主要是包含有下列步骤第一控制晶片利用第一位址资料汇流排向第二控制晶片传输位址及资料；当第一控制晶片需使用第二位址资料汇流排时，该第一控制晶片发出一汇流排要求讯号；若第二控制晶片正在使用第二位址资料汇流排，则由第二控制晶片继续使用该第二位址资料汇流排；及若第二控制晶片不需使用第二位址资料汇流排，则于一转换周期后由该第一控制晶片使用该第二位址资料汇流排。
10.如权利要求9所述的仲裁方法，其特征在于，尚可包含有下列步骤当第一控制晶片使用第二位址资料汇流排时，若第二控制晶片需使用该第二位址资料汇流排，则由该第二控制晶片发出一汇流排要求讯号；该第一控制晶片停止使用第二位址资料汇流排；及于一转换周期后由该第二控制晶片使用该第二位址资料汇流排。
11.如权利要求9所述的仲裁方法，其特征在于，该第一控制晶片与第二控制晶片是分别为一北桥晶片及一南桥晶片。
全文摘要
本发明是有关于一种控制晶片组间的汇流排及其仲裁方法，尤指一种可动态调整汇流排传输方向的仲裁方法，其主要是于一第一控制晶片与一第一控制晶片中设有一第一位址资料汇流排及一第二位址资料汇流排，其中第一控制晶片对第一位址资料汇流排拥有较高的优先权，而第二控制晶片对第二位址资料汇流排拥有较高的优先权，当各控制晶片具有较高优先权的位址资料汇流排为忙碌时，可发出一汇流排要求讯号，若另一控制晶片不使用其具有较高优先权的他址资料汇流排时，可让出其使用权，以提高其传输效率。
文档编号G06F13/18GK1447248SQ0310936
公开日2003年10月8日 申请日期2003年4月4日 优先权日2003年4月4日
发明者彭盛昌 申请人:威盛电子股份有限公司