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片上总线Wishbone 学习(七)周期的同步完毕和异步完毕

为了实现在给定时钟频率下的最大可能吞吐量,Wishbone采用了周期异步结束方式。这样做的结果是从主设备的STB_O到从设备的ACK_OERR_ORTY_O

为了完结在给定时钟频率下的最大或许吞吐量,Wishbone采用了周期异步完毕方法。这样做的结果是从主设备的STB_O到从设备的ACK_O/ERR_O/RTY_O再到主设备的ACK_I/ERR_I/RTY_I输入形成了一个异步回路,如图1所示。在大型SoC规划中,该回路往往成为整个规划的要害途径,约束体系时钟频率的进一步进步。在深亚微米年代,因为线推迟往往比门推迟更大,这一异步回路愈加或许成为体系功能的瓶颈。

图1 Wishbone总线的异步周期完毕途径

这一问题的最简略解决方法是刺进存放器将回路断开,但这样做的缺陷是在每一次总线操作中都需求刺进一个等候周期,然后限制了总线吞吐量。如图2所示,在上升沿0主设备建议了一次操作,在上升沿1从设备建议响应将ACK_O置高,在上升沿2主设备检测到ACK_I为高完结第一次操作并建议第2次操作,但是在上升沿2从设备并不知道主设备会建议第2次操作,因而只能将ACK_O信号置低。在上升沿3从设备才能对第2次操作建议响应将ACK_O置高,在上升沿4主设备检测到ACK_I为高完结第2次操作。

图2 Wishbone总线的传统同步周期完毕方法

在图2中,每一次传输都需求两个时钟周期,一半的带宽被糟蹋。假如从设备在上升沿2知道主设备将建议新的操作,它将可以在上升沿3完结第2次操作,然后节约时钟周期进步了体系的吞吐量,使用该思维改善后的同步时序如图3所示。

图3Wishbone总线改善的同步周期完毕方法

在图3的上升沿0,主设备建议操作,在上升沿1,从设备将ACK_O置高,在上升沿2完结第一次操作且从设备知道主设备将建议新的操作,所以将ACK_O持续置高,在上升沿3完结第2次操作。因而,3个时钟周期就完结了2次操作,而不是本来大的4个时钟周期,所以吞吐量进步了25%。一般的,改善后,N次操作需求N+1个时钟周期,而不是2N个时钟周期,吞吐量改善为(N-1)/N%。

图4 不同完毕方法功能的比照

改善后的同步周期完毕方法具有异步周期完毕方法的吞吐量优势,一起具有传统同步完毕方法的推迟优势。改善后的同步周期完毕方法称作Wishbone存放反应周期完毕方法。

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