[发明专利]一种双边读出的地址事件表示传输协议电路

说明书

一种双边读出的地址事件表示传输协议电路，包括行仲裁器、行地址编码器、列仲裁器1、列仲裁器2、列地址编码器1、列地址编码器2，输入包括2^j个行请求以及2^k个列请求，输出包括2^j个行应答、2^k个列应答以及2个事件信息对外输出通道，事件输出通道1和事件输出通道2；该电路通过对电路阵列的列请求进行分组，增加了协议电路对外输出的路径，使电路速率增大一倍；拆分大规模列请求仲裁器为两个较小规模的列仲裁器，降低了电路在列仲裁时的延时，同时减少了同行需要输出单元所需排队等待的时间，提升了输出数据包含信息的准确度。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及双边读出方式的地址-事件表示传输协议的电路实现。

背景技术

地址-事件表示（Address-event Representation，AER）传输协议是一种新型异步高速串行数据传输协议，适用于大型事件化电路阵列进行高速串行输出，其电路结构如图1所示，由行仲裁器、行地址编码器、列仲裁器和列地址编码器构成。电路阵列具有2^j条行请求总线和2^j条行应答总线，以及2^k条列请求总线和2^k条列应答总线用以与AER协议电路产生交互。AER协议电路的工作原理如下：电路阵列在至少一条行请求总线上产生请求；AER协议电路接收到行请求后，行仲裁器依照“先进先出”的原则对行请求进行排序，并按照顺序依次在对应的行应答总线上应答信号，同时行地址编码器对该应答信号所在行号进行编码；电路阵列在接收到行应答信号后，在至少一条列请求总线上产生请求；AER协议电路接收到列请求后，列仲裁器也依照“先进先出”的原则对行请求进行排序，并按照顺序依次在对应的列应答总线上应答信号，同时列地址编码器对该应答信号所在列号进行编码；一次行应答和一次列应答完成后，协议电路对外输出两组编码，完成电路阵列中一个单元的信号传输过程，并开始对下一个单元的信号进行处理。依此工作原理，AER协议电路串行地完成对电路阵列每个需要输出的单元的信号传输过程。

AER协议电路的核心为仲裁器，通常采用2选1的仲裁单元连接成树状结构完成应答排序功能。图2给出了由(2ⁿ-1)个仲裁单元组成的n层二叉树状结构，最底层(即第n层)有~req 0至~req (2ⁿ-1)共2ⁿ个请求信号输入与~ack 0到~ack (2ⁿ-1)共2ⁿ个应答信号输出。每一个仲裁单元能完成对于本层两个同时产生的请求的仲裁工作，产生一个上一层的请求信号，并在接收到上层返回的应答信号后按照仲裁的顺序将应答信号返回到下一层仲裁单元中。仲裁器的顶层（即第1层）单元会将产生的请求信号传输到外部电路，并且接受外部电路返回的应答信号，向下层进行传递。若仲裁单元接收到的请求并非同时产生，则仲裁结果将根据请求的先后顺序产生。

现有AER协议电路的缺陷在于，因电路阵列的每个对外输出单元在输出过程中都只能经过一条通道被排序并串行地输出，在电路阵列中存在多个单元同时需要对外输出时，未被选中的单元只能等待排序在其前的单元输出完毕后才能对外输出。由于事件信息准确度的决定因素在于事件产生时的时间标签的准确度，该等待时间将对输出信息造成误差。此外，仲裁过程所需时间将随着请求数量的增加而增大，这意味着电路阵列规模扩大将导致更糟糕的事件信息准确度。

在请求数量为1时，仲裁器对于该请求的响应延迟为

其中t_req表示一个请求信号从仲裁树的低层向高层传输一级的延迟时间，t_ack表示一个确认信号从仲裁树的高层向低层传输一级的延迟时间，t_ack-ME表示仲裁树最顶层的仲裁单元的确认信号向低层传输一级的延迟时间。而对于请求满载时，仲裁器对于最后一个请求的响应延迟为