仲裁和多路复用电路系统的制作方法_2

文档序号:9506143阅读:来源:国知局
的多路复用器消耗的逻辑深度相对于它们执行的多路复用的程度(基数(radix))而言更宽的多路复用器通常是更有效的,本技术认识到更窄的、也因此更低效的多路复用器可以与仲裁树电路系统的操作并行地被隐藏,而最终多路复用器确可以变得更宽且更高效。具体地,最终的P路多路复用器可以具有与一个与门和S个或门相对应的逻辑深度,其中,S是等于或大于log2(P)的最小整数。
[0039]在一些示例实施例中,仲裁和多路复用电路系统可以被安排为使得多个输入中的每一输入具有相应的活动信号,该活动信号指示它是活动的且应当受到仲裁。在此情境内,仲裁树电路系统可以被安排为使得它直接依据多个活动信号充分执行仲裁。因此,呈送给仲裁和多路复用电路系统的活动信号不需要为了使得仲裁和多路复用电路系统可以开始而经受任何预处理或其他操纵。这减小了仲裁和多路复用电路系统的延迟。
[0040]将理解的是,所执行的仲裁可以是基于各种不同算法的。例如,仲裁可以基于伪最近最少使用算法、最近最少使用(least recently used)算法、公平仲裁算法(例如,在已公布的专利申请US-A-2013/0318270中所描述的,其内容通过引用合并于此(例如,弱公平仲裁算法及其实现方式的描述))或随机算法而被执行。仲裁树电路系统可被配置为还在仲裁完成后生成仲裁结果信号。该仲裁结果信号可以指示多个输入中的哪个输入被选择来提供输出。这样的仲裁结果信号例如可以被用于认知输入信号的源,这些输入信号被选择并相应地可以被解除认定(de-assert)。
[0041]图2图解地示出了二路多路复用器6和四路多路复用器8的实施例。由此可见,二路多路复用器6包括第一层级的与门8、10,之后是第二层级的或门12。因此,二路多路复用器6的逻辑深度是一个与门8、10和一个或门12。
[0042]四路多路复用器8包括第一层级的与门14、16、18、20,之后是两个层级的或门22、24,26ο四路多路复用器的逻辑深度是一个与门14、16、18、20和两个或门22、24、26。将理解的是,由于多路复用器的基数在四路多路复用器8之外依次加倍,或门22、24、26的层级的数目每次增加一,但仍然仅需要单一层级的与门14、16、18、20。因此,就运行速度而言使用较少的较高基数多路复用器比使用串联连接的较多层级数目的较低基数多路复用器更尚效(快速)。
[0043]图3图解地示出了仲裁和多路复用电路系统28的第一示例实施例。该仲裁和多路复用电路系统28包括仲裁器树电路系统,仲裁器树电路系统包括仲裁器30、32、34、36、38、40、42、44、46、48、50、52、54、56和58。这些仲裁器中的每个都是以二为基数的仲裁器。仲裁器30到58被安排为四层级仲裁器树电路系统。每一层级的仲裁器从经由或门62的序列传递的就绪信号60接收其输入。因此,在任意给定层级处的仲裁不必等到上一层级处的仲裁完成,而是只需等到就绪信号60以经修改的形式经由介于中间的或门62传播到该仲裁层级。整个仲裁器树电路系统包括如所标记的顺次排列的层级A、B、C和D。当最终仲裁完成时其结果生成作为输出64上的独热(one-hot)信号的仲裁结果。
[0044]来自仲裁器54、56和58的输出被经由与门(未示出)被组合以生成独热最终选择信号,该独热最终选择信号被供应给最终多路复用器66,当最终层级的多路复用完成时,最终多路复用器66输出选定输出68。直到仲裁完成之后最终多路复用器66才执行其选择,多路复用器66被供应有最终开关信号,最终开关信号取决于由仲裁器58执行的最终层级的仲裁。
[0045]从该示例实施例可见,包括多路复用器70、72、74、76、78、80、82、84、86、88、90和92的多路复用层级被与仲裁层级A和B并行地部署。这些多路复用器70到92中的每个包括两路多路复用器,即与被示出为在其邻近的相关联的仲裁器30到52具有相同的基数,仲裁器30到52生成用于开关其相关联的多路复用器70到92的相应的中间开关信号。
[0046]在所示出的示例中,仲裁树电路系统具有四个仲裁层级,因此X = 4。多路复用树电路系统具有三个多路复用层级,因此Y = 3。多路复用树电路系统被分离为包括多路复用器70到92的第一组多路复用层级(即两个层级)和包括最终多路复用器66的第二组多路复用层级(即一个多路复用层级)。包括多路复用器70到92的第一组多路复用层级与仲裁树电路系统的四个层级的操作并行地操作并执行其部分选择。多路复用层级比仲裁层级慢(在逻辑上较深),因此第一组多路复用层级的输出被定时为几乎与仲裁的结果被完成同时地可用。仲裁的结果然后能够被用于向最终多路复用器66 (第二组多路复用层级)提供最终开关信号。第二组多路复用层级完成选择并生成输出68。该最终选择在仲裁完成之后并取决于仲裁,仲裁是在由第二组多路复用层级执行选择之前完成的。
[0047]在一些示例实施例中,可以进行第一组多路复用层级的操作速度与仲裁树电路系统的操作速度的平衡,以使得在仲裁不会显著地在部分选择之前完成的情况下最大数目的多路复用层级(在时序方面可能是隐藏的)与仲裁并行地操作。因此,当仲裁完成且仲裁结果可用于执行最终选择的目的时,部分多路复用将已经被执行(或将接近完成),且最终多路复用器66可以被开关。因为已经发生的部分多路复用使得最终多路复用器66可以更窄,所以最终多路复用器66的逻辑深度比要求全部层级的多路复用在仲裁完成之后被执行(如图1所示)时要小。因此,用于完成仲裁和选择两者的整体时长可以减少。已发现当第一组多路复用层级内的层级数目是仲裁树电路系统中的层级数目的一半(例如,第一组中的层级数目是大于或等于仲裁树电路系统的层级的数目的一半的最小整数)时,可实现第一组多路复用层级的操作速度与仲裁树电路系统的操作速度的良好平衡。
[0048]尽管图3的示例使用基数为二的仲裁器和多路复用器,但是在一些其他实施例中,基数为四的多路复用器和仲裁器由于在逻辑深度和便于实现之间提供更好的平衡而可能被使用。
[0049]由仲裁器30到58执行的仲裁能够根据各种不同的算法来执行。例如,这些算法可以包括伪最近最少使用算法、最近最少使用算法、公平仲裁算法和随机算法。弱公平仲裁算法是公平仲裁算法的一个示例,上面提及的已公布的专利申请US-A-2013/0318270 (其内容通过引用合并于此)中描述了这样的弱公平仲裁算法(特别是所描述的弱公平仲裁算法的操作和实现方式的讨论)。
[0050]图4示意性地示出了仲裁和多路复用电路系统94的第二示例实施例。在该示例中,仅示出了沿一个示例信号路径的一部分电路系统。在该示例中,仲裁和多路复用电路系统94接收128个输入,并在每个仲裁层级和多路复用层级使用基数为二的仲裁器和多路复用器。如图4中所示,通过仲裁和多路复用电路系统94的关键路径深度等于穿过一个仲裁器和八个逻辑门的时间。
[0051]图5示意性地示出了仲裁和多路复用电路系统96的第三示例实施例。再次,示出了示例信号路径而不是仲裁和多路复用电路系统96的整体。在该示例中,存在与输入(将在这些输入之间执行仲裁和选择)的数目相对应的128路。除最终层级之外仲裁的的全部层级利用4路仲裁器。仲裁的最终层级使用2路仲裁器。最终多路复用器是8路多路复用器。
[0052]图6示意性地示出了图3、图4和图5的实施例的仲裁和多路复用电路系统28、94和96的操作。在步骤98,多个活动信号和输入被接收,将在这些活动信号和输入之间执行仲裁和选择。在步骤100,多路复用树电路系统内的第一组多路复用层级用于在输入之间进行选择以执行部分选择。在步骤102,执行并行完全仲裁。由第一组多路复用层级执行的这些选择是由从在步骤102执行的仲裁树电路系统的并行操作接收到中间开关信号驱动(控制)的。当中间开关信号变得可用时,它们用于开关它们相关联的多路复用器。
[0053]当仲裁树电路系统完成其操作且仲裁完成时,然后最终开关信号被供应给第二组多路复用层级,第二组多路复用层级在步骤104执行其最终选择以提供输出并完成选择操作。在步骤102的结尾处完成的完全仲裁的结果还导致独热信号形式的仲裁结果的生成,该仲裁结果指示仲裁选择了哪一输入。
[0054]图7是示意性
当前第2页1 2 3 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1