专利名称：动态调整高速周边元件连接接口的根端口传输资料的方法
技术领域：
本发明是有关于PCI Express输入/输出总线，特别是关于可动态调整PCI Express的根端口(Root Port)传输资料(data)的方法，其是可依据流程控制(Flow Control)，动态更新端口仲裁表(Port ArbitrationTable)，提高PCI Express的根端口传输资料弹性。
背景技术：
随着计算机系统的快速发展，现今计算机系统功能越来越为周全，其中尤以结合多媒体服务为现今计算机最大突破，所以当今传输资料的属性已从一般的泛用资料到与时间相关的音频、视讯串流资料，传输这类属性资料的最大特征就是必须在一定的时间内，将信息传送过去，避免于播放时产生断断续续的声音及画面忽快忽慢的情形，而当今计算机系统所使用的总线规格大都为第二代总线，其为周边零件连接接口(PeripheralComponent Interconnect，PCI)，传输频宽为每秒133MB，在PCI规范里，是采用多个周边装置共享总线的方式，即大家共享133MB/sec的传输频宽，且没有针对这类属性的需求有应变的措施，此种属性的资料必须通过所谓的“等时传输-Isochronous Transfer)且导入严密而且细腻的品质服务(Quality of Service，QoS)机制，才能够符合需求。
基于上述问题，2002年由AMD、IBM、HP、Intel、Microsoft、TI等公司所组成的PCI-SIG(PCI Special Interest Group)发表第三代输入输出(Third Generation I/O，3GIO)总线规格，其为PCI Express(PeripheralComponent Interconnect Express)，PCI Express引进点对点(Peer to Peer)序列传输技术，每组PCI Express都拥有独立的传输信道，不再采用共同总线的架构，这样可以免去传输资料互相干扰的问题，就比已知的PCI要来得快上许多，PCI Express单一单向信道的传输频宽可达250MB/sec，PCIExpress最多可有32信道且可为双向传输，所以最大传输频宽可达16GB/sec，远高于PCI，如此可达等时传输。
PCI Express主要包含有设在北桥芯片的一根联合体(Root Complex)，其设有复数根端口(Root Port)，用以供端点装置连接(Endpoint)，端点装置即为计算机周边装置，根联合体并和中央处理单元、存储器连接，根联合体用于存储器与端点装置之间的传输资料，于PCI Express规范中，端点装置与存储器之间欲传输资料时，必须通过根端口传输，而根联合体必须依据一以时间基础的端口仲裁表(time-based Port ArbitrationTable)，控制每一根端口传输资料的时间，端口仲裁表位于根联合体暂存器区块(Root Complex Register Block，RCRB)内。
请参阅图1，是已知PCI Express的端口仲裁表，端口仲裁表是将传输时间分成复数阶段(Phase)，在PCI Express规范中可分为32、64、128或256个阶段，图1为64阶段(阶段0～阶段63)，在每一时间阶段内设定仅有根联合体的一根端口可与存储器进行资料传输，即设定的根端口可将所连接的端点装置欲传输的资料传输至存储器，或者传输存储器的资料至根端口所连接的端点装置，传输的顺序即从第一阶段(阶段0)设定的根端口开始依序轮至最后阶段(阶段63)所设定的根端口，之后再轮回至第一阶段(阶段0)重新开始，如此依序重复，每一时间阶段可存取资料的根端口为自订，贩售商于出厂时通常会有初始设定，贩售商大都基于公平原则下，会依序时间阶段设定每一根端口。举例来说，如根联合体有四个根端口，初始设定即为依序在阶段0设定第一根端口、阶段1设定第二根端口、阶段2设定第三根端口、阶段3设定第四根端口、阶段4再轮回设定第一根端口，接着同样依照此依序设定。
基于PCI Express规范，根联合体的根端口欲与存储器进行资料传输时，必须依照端口仲裁表，在每一时间阶段中仅有一根端口可与存储器进行资料传输，纵使于此时间阶段所设定的根端口不与存储器进行资料传输时，其余根端口也无法与存储器进行资料传输，如此将造成根端口传输资料的空窗期，降低传输资料效率，没有弹性。
因此，本发明即针对上述问题而提出一种动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其是动态更新端口仲裁表，调整根端口传输资料轮序，以增加传输资料的弹性，提高效率，解决上述问题。
发明内容
本发明的主要目的，在于通过PCI Express的流程控制，可获知根端口暂存端点装置欲传输资料的储存单元的剩余空间值，进而依据获知的剩余空间值，动态更新端口仲裁表，以调整根端口传输资料轮序，提高根端口传输端点装置欲传输资料的弹性与效率。
本发明的另一目的，在于通过PCI Express的流程控制，可获知端点装置用于储存根端口传输资料的储存单元的剩余空间大小，进而依据获知的剩余空间大小，动态更新端口仲裁表，以调整根端口传输资料轮序，提高根端口传输资料至端点装置的弹性与效率。
本发明动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其应用在一根联合体所设的复数根端口，每一根端口连接有一端点装置，每一根端口与端点装置各设有一第一储存单元与一第二储存单元，第一储存单元接收并暂存所连接的端点装置欲传输的资料，第二储存单元接收并储存所连接的根端口传输的资料，本发明的方法首先撷取一流程控制所记忆的每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值；之后，比较每一第一储存单元与每一第二储存单元的剩余储存空间值，以获知欲传输资料量大的该根端口；最后，更新一端口仲裁表，调整每一根端口的传输资料轮序，使欲传输资料量大的根端口优先传输资料。
兹为使贵审查员对本发明的结构特征及所达成的功效更有进一步的了解与认识，谨佐以较佳的实施例图及配合详细的说明，说明如后。
图1是已知PCI Express的端口仲裁表；图2是本发明PCI Express实施例的方块图；图3是本发明较佳实施例的流程图；以及图4是本发明另一较佳实施例的流程图。
图号对照说明10根联合体12PCI Express总线14根端口16根端口18根端口20中央处理单元22存储器24端点装置26端点装置28端点装置具体实施方式
本发明通过PCI Express的流程控制(Flow Control)规范，可获知传输资料量大的根端口，进而依据传输资料量大的根端口，动态更新端口仲裁表，调整端口传输资料的顺序，使传输资料量大的根端口优先传输资料，提高根端口传输资料的弹性与效率。
请参阅图2，是本发明PCI Express实施例的方块图。如图所示，PCIExpress总线架构包含根联合体10，根联合体10分别连接中央处理单元20、存储器22与端点装置24、26、28，端点装置24、26、28，分别通过PCI Express总线12连接于根联合体10的根端口14、16、18，当端点装置24、26、28欲传输资料至存储器22时，必须先将欲传输的资料，传输到设置于对应根端口14、16、18用于暂存资料的一第一储存单元，而根联合体10再依据端口仲裁表的每一时间阶段所设定可传输的根端口，使根端口14、16、18轮序传输第一储存单元的资料；相对的，根端口14、16、18欲传输存储器22内部的资料至端点装置24、26、28时，也必须依照端口仲裁表，将资料传输至相对应端点装置24、26、28所设置用于接收并储存资料的一第二储存单元。
于PCI Express标准中，为了确定根端口14、16、18与端点装置24、26、28之间于传输资料时，接收端的储存单元有足够的储存空间能够接收，故订定一流程控制(Flow Control)规范，即端点装置24、26、28和根联合体10会设有流程控制电路并依照流程控制规范，追踪第一储存单元与第二储存单元的剩余储存空间，如此当传输端欲传输资料给接收端时，可得知接收端的储存单元是否有足够剩余储存空间，可以接收储存资料，于获悉接收端的储存单元有足够的剩余储存空间时，传输端才会传输资料至接收端。
本发明是将流程控制电路追踪获得的值记录于每一根端口14、16、18所设的暂存器(Register)，如此，本发明即可撷取每一根端口14、16、18的暂存器所记录的值，以获知第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间，进而得知欲传输资料量大的根端口为何者。举例来说，假设端点装置24为显示卡，当计算机系统正在执行3D绘图软件或者3D游戏时，端点装置24和存储器22之间就必须传输大量资料，相对第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间也就较小，代表根端口14欲传输的资料量大，所以通过比较每一储存单元即可获知欲传输资料量大的根端口。
请一并参阅图3，是本发明较佳实施例的流程图。如图所示，首先即当计算机系统开启时，即会进行步骤S1，初始化端口仲裁表回默认值，此时流程控制电路即会追踪侦测第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间，且记录于每一相对应的根端口14、16、18；之后，如步骤S2所示，撷取所记忆的每一第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间值；然后，如步骤S3所示，相加每一根端口14、16、18对应的该第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间值，获知一总剩余储存空间值。
接着，如步骤S4所示，比较每一总剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口；最后，即进行步骤S5，更新端口仲裁表，调整每一根端口传输资料轮序，让欲传输资料量大的根端口优先传输资料，例如可更新设定大部分的传输时间阶段为传输资料量大的该根端口使用。由上述可知本发明可依据根端口欲传输的资料量，动态更新端口仲裁表以调整根端口传输资料轮序，避免有根端口不传输资料而占用传输时间阶段，如此即可提高根端口传输资料的弹性与效率；此外，于步骤S2前也可增设一步骤，其是为侦测每一根端口发出欲传输资料的信号，当仅有一根端口发出信号时，即更新该端口仲裁表，而不需再进行步骤S2～S4，使欲传输资料的该根端口优先传输资料。
请参阅图4，是本发明另一较佳实施例的流程图；此实施例不同于上一实施例在于避免每一根端口实际上都仅欲传输小量资料，根端口只需依照初始的端口仲裁表轮序传输资料即可，所以此实施例于步骤S14，比较每一总剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口；之后，增设一判别步骤S16，比较最大的总剩余储存空间值是否大于一门限值(Threshold)，如小于门限值即进行步骤S15，更新端口仲裁表；如大于门限值即代表欲传输资料量大的该根端口，欲传输资料量不是很大，只需依照预设初始的端口仲裁表传输资料，所以进而执行步骤S17，判断目前的端口仲裁表是否为预设初始的端口仲裁表，如不是即进行步骤S18，更新目前端口仲裁表为预设初始的端口仲裁表。
上述的实施例是以第一储存单元和第二储存单元的剩余储存空间值作为判断根端口14、16、18传输资料量的依据，本发明也可仅比较第一储存单元或者第二储存单元所剩余储存空间值作为判断根端口14、16、18传输资料量的依据；此外，也可通过根端口14、16、18所连接的端点装置24、26、28的重要性，作为更改端口仲裁表的依据。
综上所述，本发明动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，是通过撷取流程控制所记录的根端口及端点装置用于接收储存传输资料的储存单元所剩余储存空间，以判断获知传输资料量大的根端口，进而更新端口仲裁表，调整根端口的传输资料顺序，以提供传输资料量大的根端口优先传输资料，如此可避免不传输资料的根端口占用传输资料时间，而提高根端口传输资料的效率及弹性。
故本发明实为一具有新颖性、进步性即可供产业上利用的，应符合我国专利法专利申请要件无疑，爰依法提出发明专利申请。
惟以上所述，仅为本发明较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，故举凡依本发明申请专利范围所述的形状、构造、特征及精神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
1.一种动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，该PCI Express的一根联合体设有复数根端口，每一该根端口设有一第一储存单元，接收并暂存所连接的一端点装置欲传输的资料，每一该端点装置设有一第二储存单元，接收并储存所连接的该根端口传输的资料，该方法包含撷取一流程控制所记忆的每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值；比较每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口；以及更新一端口仲裁表，调整每一该根端口的传输资料轮序，使欲传输资料量大的该根端口优先传输资料。
2.如权利要求1所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中比较每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值的步骤中，更包含有相加每一根端口对应的该第一储存单元与该第二储存单元的剩余储存空间值，获知一总剩余储存空间值；以及比较每一该总剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口。
3.如权利要求1所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值的步骤，是撷取每一该根端口记录该流程控制的该第一储存单元与该第二储存单元的剩余空间值。
4.如权利要求1所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该第一储存单元与每一该第二储存单元的剩余储存空间值的步骤前，更包含有一步骤，侦测每一根端口发出欲传输资料的信号，当仅有一根端口发出信号时，即更新该端口仲裁表，使欲传输资料的该根端口优先传输资料。
5.如权利要求1所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中该根端口是传输所连接的该端点装置欲传输的资料至该根联合体所连接的一存储器，且该根端口传输该存储器的资料至所连接的该端点装置。
6.一种动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，该PCI Express的一根联合体设有复数根端口，每一该根端口设有一储存单元，用于接收并暂存所连接的一端点装置欲传输的资料，该方法包含撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值；比较每一该储存单元的剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口；以及更新一端口仲裁表，调整每一该根端口的传输资料轮序，使欲传输资料量大的该根端口优先传输资料。
7.如权利要求6所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值的步骤，是撷取每一该根端口记录该流程控制的该储存单元的剩余空间值。
8.如权利要求6所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值的步骤前，更包含有一步骤，侦测每一根端口发出欲传输资料的信号，当仅有一根端口发出信号时，即更新该端口仲裁表，使欲传输资料的该根端口优先传输资料。
9.如权利要求6所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中该根端口是传输所连接的该端点装置欲传输的资料至该根联合体所连接的一存储器。
10.一种动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，该PCIExpress的一根联合体设有复数根端口，每一该根端口所连接的一端点装置设有一储存单元，用于接收并储存所连接的该根端口传输的资料，该方法包含撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值；比较每一该储存单元的剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的该根端口；以及更新一端口仲裁表，调整每一该根端口的传输资料轮序，使欲传输资料量大的该根端口优先传输资料。
11.如权利要求10所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值的步骤，是撷取每一该根端口记忆该流程控制的该储存单元的剩余空间值。
12.如权利要求10所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中撷取一流程控制所记忆的每一该储存单元的剩余储存空间值的步骤前，更包含有一步骤，侦测每一根端口发出欲传输资料的信号，当仅有一根端口发出信号时，即更新该端口仲裁表，使欲传输资料的该根端口优先传输资料。
13.如权利要求10所述的动态调整PCI Express的根端口传输资料的方法，其特征在于，其中该根端口是传输该根联合体连接的一存储器的资料至所连接的该端点装置。
全文摘要
本发明是动态调整高速周边元件连接接口的根端口传输资料的方法，是通过高速周边元件连接接口(PCI Express)的流程控制，获知每一根端口所设的一第一储存单元的剩余空间，以及每一根端口连接的端点装置所设的一第二储存单元的剩余储存空间，该方法首先撷取流程控制所记忆每一第一储存单元与每一第二储存单元的剩余储存空间值；之后，比较每一第一储存单元与每一第二储存单元的剩余储存空间值，获知欲传输资料量大的根端口；最后，更新一端口仲裁表，调整每一根端口的传输资料轮序，使欲传输资料量大的根端口优先传输资料，以提高根端口传输资料的弹性与效率。
文档编号G06F13/38GK1645347SQ20041008868
公开日2005年7月27日 申请日期2004年11月15日 优先权日2004年11月15日
发明者施东和, 王景容 申请人:威盛电子股份有限公司