CN101441608A - 一种寄存器多源访问控制装置和方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种寄存器多源访问控制方法和装置,涉及存储访问技术领域。所述寄存器多源访问控制方法包括:判断多个读/写请求;若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则进行正常读/写访问;若所述多个读/写请求之间发生冲突,则先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。本发明在多访问源对寄存器进行访问时,无需查询和控制标志位;且当发生访问冲突时,利用访问间隙处理发生冲突的访问请求,有效节省了访问时间,加快了访问速度,提高了访问效率。
Description
技术领域
本发明涉及存储访问技术领域,特别是涉及一种寄存器多源访问控制装置和方法。
背景技术
寄存器是CPU内部重要的数据存储资源,其功能主要包括执行寄存器内数据的算术及逻辑运算、寻址和读写数据到周边设备。寄存器拥有非常高的读写速度,一般用来保存程序的中间结果,为随后的指令快速提供操作数,从而避免把中间结果存入内存,再读取内存的操作。因为寄存器操作避免了内存地址计算,访问速度快,因而成为CPU的主要构成组件之一。
随着计算机技术的发展,为了提高系统的工作效率,加快数据处理速度,出现了一个系统之中存在着多个可以访问寄存器的访问源,如在系统级芯片SOC(SOC,System-On—Chip)中,可能会有多个8051单片机,而且有的SOC还可能设有基本频带(Baseband)接口,这些访问源都可以访问寄存器,但是,它们在通过访问寄存器以实现高效快速的数据操作时,有可能同时对寄存器进行访问,从而造成冲突的发生。
为了尽量避免访问寄存器冲突的发生,现有技术通过设置标志位对多个访问源访问寄存器进行控制。每一个访问源在访问寄存器进行读写数据的时候必须先查询标志位,如果有访问源将标志位置为高,则等待直到标记位为低后再进行访问;否则,将自己的标志位置高,然后控制寄存器进行读写访问,控制工作结束后清除自己的标志。这种办法虽然有效防止了多访问源同时访问寄存器时发生冲突,但同时也存在着一些问题。首先,每个访问源只能根据系统调度,依次单独访问寄存器,而不能并发访问,从而造成了时间上的浪费;其次,在对寄存器进行访问时,必须查询和控制访问标志位,从而消耗了额外的时间,造成访问速度比较慢,工作效率低;然后,对于现有技术中不支持等待寄存器也不允许冲突的那些访问源来说,每次对寄存器的访问都采用独占方式,一直占用寄存器直到访问完毕,从而导致访问时间长、访问效率低。
总之,需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是:如何能够使多个访问源高效、快速地共同访问寄存器,且能够有效避免访问冲突,提高访问速度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种寄存器多源访问控制装置和方法,能够使多个访问源高效、快速地共同访问寄存器,且能够有效避免访问冲突,提高访问速度。
为了解决上述问题,本发明实施例提供了一种寄存器多源访问控制装置,包括:
读控制单元,用于仲裁和控制读请求;
写控制单元,用于仲裁和控制写请求;
判断单元,用于判断多个读/写请求;
正常访问单元,用于若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则启动所述读/写控制单元,进行正常读/写访问;
冲突访问单元,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突,则启动所述读/写控制单元,先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
优选的,所述冲突访问单元进一步包括:
优先级控制子单元,用于在所述先处理其中一个读/写请求前,设置所述多个读/写请求的优先级,所述其中一个读/写请求为设置优先级后的多个读/写请求中优先级最高的读/写请求。
优选的,所述冲突访问单元利用访问间隙处理其它的读/写请求为利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求。
优选的,所述读请求优先级高于写请求。
优选的,所述冲突访问单元还包括:
冲突通知子单元,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突为读请求冲突,则在先处理其中一个读请求时,通知其它读请求发生访问冲突。
优选的,所述冲突通知子单元通过一个预置的特定数值通知其它读请求发生访问冲突。
本发明另一实施例还提供了一种寄存器多源访问控制方法,包括以下步骤:
判断多个读/写请求;
若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则进行正常读/写访问;
若所述多个读/写请求之间发生冲突,则先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
优选的,所述寄存器多源访问控制方法还包括,在所述先处理其中一个读/写请求前,设置所述多个读/写请求的优先级,所述其中一个读/写请求为设置优先级后的多个读/写请求中优先级最高的读/写请求。
优选的,所述利用访问间隙处理其它的读/写请求为利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求。
优选的,所述读请求优先级高于写请求。
优选的,所述寄存器多源访问控制方法还包括:若所述多个读/写请求之间发生冲突为读请求冲突,则在先处理其中一个读请求时,通知其它读请求发生访问冲突。
优选的,所述通知其它读请求发生访问冲突为通过一个预置的特定数值通知。
与现有技术相比,本发明一实施例具有以下优点:
首先,本发明使用优先级控制多个寄存器访问源的访问级别,使得多个访问源可以在访问寄存器时无需查询控制标志位,节省了现有方法因查询和控制标志位而造成的时间开销,加快了访问速度。
其次,本发明的冲突访问源利用寄存器的访问间隙进行访问,将现有技术中访问寄存器的闲置时间充分利用起来,一方面消除了访问冲突,另一方面节省了访问时间,提高了访问速度。
附图说明
图1是本发明的一种寄存器多源访问控制装置实施例的结构框图;
图2是本发明应用图1所示装置实施例进行多源访问控制的步骤流程图;
图3是本发明的一种寄存器多源访问控制方法实施例1的步骤流程图;
图4是本发明的一种寄存器多源访问控制方法实施例2的步骤流程图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
本发明的核心构思之一在于,使用优先级控制访问请求的访问级别,使得多个访问源可以在访问寄存器时无需查询控制标志位;当发生访问冲突时,在优先处理高优先级的访问请求的同时,利用访问间隙处理其它低优先级访问请求。本发明在多访问源对寄存器进行访问时,无需查询和控制标志位,且将访问寄存器的闲置时间充分利用起来,有效地节省了访问时间,加快了访问速度。
参照图1,示出了本发明的一种寄存器多源访问控制装置实施例的结构框图,具体可以包括:
读控制单元101,用于仲裁和控制读请求;
写控制单元102,用于仲裁和控制写请求;
判断单元103,用于判断多个读/写请求;
正常访问单元104,用于若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则启动所述读/写控制单元,进行正常读/写访问;
冲突访问单元105,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突,则启动所述读/写控制单元,先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
优选的是,所述读请求优先级高于写请求。
优选的是,所述冲突访问单元105还可以进一步包括:
优先级控制子单元1051,用于在所述先处理其中一个读/写请求前,设置所述多个读/写请求的优先级,所述其中一个读/写请求为设置优先级后的多个读/写请求中优先级最高的读/写请求。
优选的是,所述冲突访问单元利用访问间隙处理其它的读/写请求为利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求。
优选的是,所述冲突访问单元105还可以进一步包括:
冲突通知子单元1052,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突为读请求冲突,则在先处理其中一个读请求时,通知其它读请求发生访问冲突。
优选的是,所述冲突通知子单元1052可以通过一个预置的特定数值通知其它读请求发生访问冲突。
参照图2,示出了本发明应用图1所示的装置实施例进行多源访问控制的步骤流程图,具体可以包括以下步骤:
步骤201:判断单元判断多个读/写请求之间是否发生冲突,若否,则启动正常访问单元,进行步骤202;若是,则启动冲突访问单元,进行步骤203;
访问源对寄存器进行访问时,发送读或写请求,判断单元判断是否有多个访问源同时要求访问寄存器,有无冲突。
步骤202:正常访问单元启动读/写控制单元,进行正常读/写访问,结束本流程;
如果没有访问冲突,则正常访问单元根据访问请求类型即访问请求为读请求或写请求,启动相应的读控制单元或写控制单元,进行正常的读或写访问操作。
步骤203:冲突访问单元的优先级控制子单元设置所述多个读/写请求的优先级;
其中,读请求的优先级高于写请求。这是因为,在实际应用中,读请求的频率以及发生读请求冲突的概率要远高于写请求,读请求优先级高于写请求,可以使读访问请求优先得到处理,提高系统的处理能力,节省冲突处理时间。
本实施例中,当发生读、写请求冲突时,因为读请求优先级比写请求高,所以首先对读请求进行处理,寄存器先允许读,将写请求存起来,等读完后利用间隙写入。如果是读请求之间或写请求之间发生冲突,则优先级控制子单元根据访问源的优先级设置访问请求的优先级,高优先级的访问源拥有着高的访问级别,其发起的读/写请求也有着高的优先级,在读写控制仲裁的时候摆在优先位置,优先级高的读或写请求先得到处理。
使用优先级控制多个寄存器访问源的访问级别,使得多个访问源可以在访问寄存器时无需查询控制标志位,节省了因查询和控制标志位而造成的时间开销,加快了访问速度。先处理优先级最高的访问请求,使得最重要的或最急迫的访问最先处理;其它访问请求依照优先级按重要或急迫程度依次处理。
步骤204:冲突访问单元启动所述读/写控制单元,先处理优先级最高的读/写请求,并利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求;
当访问冲突为读请求冲突时,冲突访问单元启动读控制单元,首先处理优先级最高的读请求,同时,冲突访问单元的冲突通知子单元向其它读访问源发送一个预置的特定数值以通知其它读请求发生了访问冲突。其它读访问源在得知发生读冲突后,利用访问间隙依照优先级进行重试。所述预置的特定数值为寄存器在实际使用中不会用到的值,如一个远远大于寄存器地址的值,应用中,本领域技术人员可以根据情况自行设置。
在处理读请求访问冲突时,利用通知的形式对优先级低的访问请求进行提示,使得低优先级访问源可以利用访问间隙重试,而不必等待和查询标志位,从而提高了访问效率。使用预置的特定数值进行通知,解决了不支持等待寄存器也不允许冲突的访问源的访问独占问题,使得其访问间隙也可以被有效利用,节省了访问时间,提高了访问效率。
此外,本领域技术人员可根据应用中是否存在不支持等待寄存器也不允许冲突的访问源来采用不同的通知方式。如可统一采用预置的特定数值的方式通知;也可以对不支持等待寄存器也不允许冲突的访问源采用预置的特定数值,而其它访问源采用寄存器总线发送忙信号的方式,等等。总之,本领域技术人员可以根据实际应用采用任意适合的方式,本发明无须对此作出限制。
当访问冲突为写请求冲突时,冲突访问单元启动写控制单元,首先处理优先级最高的写请求,并将其它的写请求存起来,利用间歇按优先级逐个写入。如:优先级最高的写请求在二次寄存器访问之间有二个时钟周期的访问间隙,在它利用第一个时钟周期进行写入操作后,利用第四个时钟周期再次进行写入操作前,由其它写请求利用其第二和第三个时钟周期的间隙依照优先级顺序逐个写入。
由于多个寄存器访问源在进行寄存器访问时,实际上每个访问源都有一些闲置的空隙时间,本实施例将这些空隙时间充分利用起来,可以节省大量访问时间,提高访问效率。
需要说明的是,本领域技术人员应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。其次,对于上述实施例中的某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行,本发明并不受所描述的动作顺序的限制。
参照图3,示出了本发明的一种寄存器多源访问控制方法实施例1的步骤流程图,具体可以包括以下步骤:
步骤301:判断多个读/写请求之间是否发生冲突,如果否,执行步骤302;如果是,执行步骤303;
本步骤判断多个访问源有无对寄存器同时发起访问请求。
步骤302:进行正常读/写访问,结束本流程;
如果所述多个读/写请求之间未发生冲突,则根据访问请求为读请求或写请求,进行相应的读或写访问。
步骤303:先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
如果所述多个读/写请求之间发生冲突,则先挑选其中的一个进行处理,并利用访问间隙处理其它的访问请求。例如,可以根据请求的时间或者请求等待的时间,优选的是,还可以按照优先级进行挑选。当发生访问冲突时,先根据访问源的访问优先级设置访问请求的优先级,然后选择优先级最高的优先处理,其它的按照优先级利用访问间隙处理。
参照图4,示出了本发明的一种寄存器多源访问控制方法实施例2的步骤流程图,具体可以包括以下步骤:
步骤401:判断多个读/写请求之间是否发生冲突,如果否,执行步骤402;如果是,执行步骤403;
本步骤判断多个访问源有无对寄存器同时发起访问请求。
步骤402:进行正常读/写访问,结束本流程;
如果所述多个读/写请求之间未发生冲突,则根据访问请求为读请求或写请求,进行相应的读/写访问。
步骤403:设置所述多个读/写请求的优先级;
根据访问源的优先级设置访问请求的优先级,高优先级的访问请求在读写控制仲裁的时候摆在优先位置。设置优先级可以使重要的或急迫的访问请求得到优先处理,本实施例中,读请求优先级高于写请求,以便使发生频率较高的读请求可以先处理,提高寄存器访问效率。当读请求之间或写请求之间发生冲突时,则根据访问源的优先级设置其发起的访问请求的优先级。
步骤404:先处理优先级最高的读/写请求,并利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求;
当发生读请求冲突时,首先处理优先级最高的读请求,同时,向其它读访问源发送一个预置的特定数值以通知其它读请求发生了寄存器访问冲突。其它读访问源在得知发生读冲突后,利用访问间隙依照优先级进行重试。所述预置的特定数值为寄存器在实际使用中不会用到的值,应用中,本领域技术人员可以根据实际情况自行设置。
此外,本领域技术人员可根据应用中是否存在不支持等待寄存器也不允许冲突的访问源来采用不同的通知方式,如采用预置的特定数值通知或寄存器总线发送忙信号通知的方式,本发明无须对此作出限制。
当发生写请求冲突时,首先处理优先级最高的写请求,并将其它的写请求存起来,利用间歇按优先级逐个写入。
由于图3、图4所示的实施例可以对应适用于图2所示的实施例中,所以描述较为简略,未详尽之处可以参见本说明书前面相应部分的描述。
需要说明的是,对于上述的方法实施例,为了简单描述,故将其都表述为一系列的动作组合,但是本领域技术人员应该知悉,本发明并不受所描述的动作顺序的限制,因为依据本发明,某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次,本领域技术人员也应该知悉,说明书中所描述的实施例均属于优选实施例,所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
以上对本发明所提供的一种寄存器多源访问控制方法和装置进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的核心构思及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,只要根据本发明的权利要求书所作的等效变化与修饰,均仍属于本发明所涵盖的范围内。综上所述,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (12)
1、一种寄存器多源访问控制装置,其特征在于,包括:
读控制单元,用于仲裁和控制读请求;
写控制单元,用于仲裁和控制写请求;
判断单元,用于判断多个读/写请求;
正常访问单元,用于若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则启动所述读/写控制单元,进行正常读/写访问;
冲突访问单元,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突,则启动所述读/写控制单元,先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
2、根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述冲突访问单元进一步包括:
优先级控制子单元,用于在所述先处理其中一个读/写请求前,设置所述多个读/写请求的优先级,所述其中一个读/写请求为设置优先级后的多个读/写请求中优先级最高的读/写请求。
3、根据权利要求2所述的装置,其特征在于,所述冲突访问单元利用访问间隙处理其它的读/写请求为利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求。
4、根据权利要求1、2或3所述的装置,其特征在于,所述读请求优先级高于写请求。
5、根据权利要求1、2或3所述的装置,其特征在于,所述冲突访问单元还包括:
冲突通知子单元,用于若所述多个读/写请求之间发生冲突为读请求冲突,则在先处理其中一个读请求时,通知其它读请求发生访问冲突。
6、根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述冲突通知子单元通过一个预置的特定数值通知其它读请求发生访问冲突。
7、一种寄存器多源访问控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
判断多个读/写请求;
若所述多个读/写请求之间未发生冲突,则进行正常读/写访问;
若所述多个读/写请求之间发生冲突,则先处理其中一个读/写请求,利用访问间隙处理其它的读/写请求。
8、根据权利要求7所述的方法,其特征在于,还包括,在所述先处理其中一个读/写请求前,设置所述多个读/写请求的优先级,所述其中一个读/写请求为设置优先级后的多个读/写请求中优先级最高的读/写请求。
9、根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述利用访问间隙处理其它的读/写请求为利用访问间隙依照优先级处理其它的读/写请求。
10、根据权利要求7、8或9所述的方法,其特征在于,所述读请求优先级高于写请求。
11、根据权利要求7、8或9所述的方法,其特征在于,还包括:若所述多个读/写请求之间发生冲突为读请求冲突,则在先处理其中一个读请求时,通知其它读请求发生访问冲突。
12、根据权利要求11所述的方法,其特征在于,所述通知其它读请求发生访问冲突为通过一个预置的特定数值通知。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20090527 |