[发明专利]存储器访问的仲裁方法、系统、设备以及存储控制设备

说明书

技术领域

本发明涉及存储技术，具体涉及存储器访问的仲裁方法、仲裁系统、仲裁设备以及存储控制设备。

背景技术

在芯片设计中，为了充分利用存储器，通常出现多个存储控制单元需要访问一个存储器的情况。这时就需要仲裁单元来决定哪个控制单元获得访问权限。图1为现有的存储器访问仲裁系统的结构示意图，如图1所示，该系统包括4个存储控制单元110、1个仲裁单元120和3个存储器130。其中，4个存储控制单元110可以访问3个存储器130中的任何一个。当多个存储控制单元110申请访问一个存储器130时，向仲裁单元120发送访问请求，仲裁单元120根据自身保存的仲裁策略决定能够获得访问权限的存储控制单元120，并将仲裁结果通知给被请求的存储器130。

目前，仲裁策略种类繁多，常用的仲裁策略包括以下两种：

仲裁策略一

该仲裁策略根据优先级决定访问顺序且不支持中断。仲裁单元120在接收到存储控制单元110对存储器发起的访问请求后，根据以下仲裁策略决定被授予访问权限的存储控制单元：

1)如果被请求的存储器空闲，即没有正在被访问，且当前只有一个存储控制单元对该存储器提出访问请求，将访问权限授予提出访问请求的存储控制单元，即响应该访问请求；

2)如果被请求的存储器空闲，且当前有至少2个存储控制单元对该存储器提出访问请求，则将访问权限授予提出访问请求的存储控制单元中优先级最高的存储控制单元；

3)如果被请求的存储器正在被访问，则访问请求不能被响应，等到存储器空闲后，再根据上述第1)和2)条策略确定被授予访问权限的存储控制单元。

这种仲裁策略的缺点在于：某存储控制单元一旦获得访问权限，其他存储控制单元只能等到该存储器再次空闲后，才能获得对该存储器的访问权限。

对于从存储器130读数据的情况，如果存储控制单元110等待的时间过长，与存储控制单元110连接的应用侧设备将无法按时获取数据，那么存储控制单元110与应用侧设备之间将出现数据断流。其中，应用侧设备是指需要从存储器130读取数据和/或需要向存储器130写入数据的设备，例如液晶显示器(LCD，Liquid Crystal Display)。图2为采用图1示出的存储器访问仲裁系统为LCD提供显示数据的系统结构示意图。如图2所示，该系统包括存储控制单元110、仲裁单元120、存储器130以及LCD140。其中，存储控制单元110与作为应用侧设备的LCD140相连，向LCD140提供显示数据。存储控制单元110包括控制模块111和先进先出(FIFO，First In FirstOut)缓存模块112，简称FIFO112。控制模块111将请求访问存储器130的访问请求发送给仲裁单元120。当访问请求被响应后，在控制模块111的控制下，通过存储控制单元110与存储器130之间的总线1(BUS1)将读取的数据缓存到FIFO112中。在FIFO112中有数据时，LCD140通过总线2(BUS2)不断从FIFO112中读取数据，并进行显示，当FIFO112中没有数据时，BUS2上出现数据断流，LCD140读取不到数据，其现象是LCD140闪烁或图像停滞。通常，BUS1的带宽大于BUS2的带宽，例如，BUS1与BUS2带宽之比为4∶1。那么，在相同时间内，BUS1上传输的数据量是BUS2的4倍。如果存储控制单元110从存储器130中一次读取16个Clk(Clk为BUS1的时钟周期)的数据并缓存在FIFO112中，那么LCD140需要64个Clk才能读取完FIFO112中缓存的数据。因此存储控制单元110只能等待64个Clk，64个Clk后，FIFO112中的数据被读完，如果此时向存储器130发起的访问请求还没有得到响应，那么BUS2上产生断流，并造成LCD140的闪烁或图像停滞。

仲裁策略二

该仲裁策略根据优先级决定访问顺序且支持中断。由于可以中断当前服务，转向为其他存储控制单元服务，令存储控制单元不必等待太长的时间，因此能够避免仲裁策略一可能导致的数据断流。具体而言，仲裁单元120在接收到存储控制单元110存储器130发起的访问请求后，根据以下仲裁策略决定被授予访问权限的存储控制单元：

1)如果被请求的存储器空闲，且当前只有一个存储控制单元对该存储器提出访问请求，则将访问权限授予提出访问请求的存储控制单元；