[发明专利]一种基于总线的事务处理方法、系统、存储介质及设备

说明书

本发明提供了一种基于总线的事务处理方法、系统、存储介质及设备，涉及总线技术领域，方法包括：根据对时延的敏感程度将总线系统中的主设备进行分类，并对各类别的主设备设置对应的初始QOS值，总线具备超前传输特性；针对每个主设备，对其滞外事务进行监控，并在监控过程中计算滞外事务的响应时间和预测缓存空间利用率；基于响应时间、预测缓存空间利用率以及对应的初始QOS值得到新QOS值；将对应的初始QOS值更新为新QOS值，并使总线根据新QOS值进行事务处理。本发明对具备超前传输特性的总线实现了动态优化，解决了在多个主设备多条总线的架构下可能导致的总线性能下降、总线死锁问题，保证了总线准确高效地运行。

技术领域

本发明涉及总线技术领域，尤其涉及一种基于总线的事务处理方法、系统、存储介质及设备。

背景技术

随着集成电路的不断发展，对SOC（System on Chip，片上系统）芯片处理速度性能的要求越来越高。系统总线作为连接各个模块的中枢桥梁，对SOC系统的性能起到重要影响，特别是在多个主设备和多个从设备的系统中。

对于拥有超前传输（outstanding transaction）特性的总线，例如AXI（AdvancedeXtensible Interface，先进可扩展接口）总线，其总线系统由Master(主设备)、Slave(从设备)和Interconnect（中间互联部分，ICN）等基本器件搭建而成，为多主多从的结构。

AXI协议定义了5个独立的通道，每个通道通过VALID（数据有效）和READY（接收有效）信号完成握手机制。5个通道分别为：读地址通道（AR）、读数据通道（RD）、写地址通道(AW)、写数据通道(WD)和写响应通道(WR)。

超前传输（outstanding transaction）特性是 AXI 总线能够实现高性能传输的原因之一，主机在当前传输事务完成前，就可以开始下一个传输事务。因此系统中可能存在多个进行中的传输事务。假设多个事务能够被从机并行处理，可提高系统的性能。

图1示出了超前读传输事务的结构示意图。如图1所示，在未进行超前传输的场景（如图1 Without outstanding部分）下，主机发出传输事务后，等待从机返回数据，再开始下一次传输。显然，超前传输在该场景中（如图1 With outstanding部分）能够减少33%的传输时间。

系统中主设备的outstanding事务可以掩盖访存延迟并且提升存储器的性能，然而，主设备的outstanding事务并非越多越好，当主设备的outstanding 事务达到一定数量时，会严重影响系统中其它主设备的访存性能。

图2示出了AXI总线系统的结构示意图。如图2所示，在系统中有3条AXI总线（AXIBus 1-3），4个主设备（M1-M4），且4个主设备都有访问同一个从设备DDR的事务。其中mx_trans（1≤x≤4）表示各个主设备的访存事务，假设M1、M2、M3、M4的优先级排序为M1=M3=M4M2。在运行具体的应用场景时，当低优先级主设备M2的outstanding事务 m2_trans 数量过多时，M2至存储器之间m2_trans事务的队列也会变长，然而由于m2_trans 的优先级低于m4_trans，即在DDR Controller 的仲裁过程中m2_trans不能得到尽快处理，因此使得M1和M3的事务长时间被总线反压至各自端口，导致高优先级主设备的性能严重受损，严重时会引起超时中断导致系统报错。

因此原有的总线处理方式已经不能处理所有情形下的事务流程。

为了改善该问题，现有的方案如下：

1. 不使用outstanding事务，或将outstanding事务个数限制为一个较小值，例如2个、3个等；

2. 修改从设备的事务处理方式，比如从设备端增加大的缓存空间，或优化多事务时的仲裁方式。

然而，以上方案存在以下缺点：