CN107480078B - 一种总线带宽分配方法、装置及芯片 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及总线技术领域，尤其涉及一种总线带宽分配方法、装置及芯片。该方法包括：在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；根据所述优先级进行总线带宽分配。该方法能够更加合理、有效地分配总线带宽，满足各设备的数据量要求和实时性要求。
Description
【技术领域】
本发明涉及总线技术领域，尤其涉及一种总线带宽分配方法、装置及芯片。
【背景技术】
芯片内部各设备需要处理的数据通常都会缓存在诸如DRAM、SDRAM等共享存储器中，通常只有一条数据总线通路能够访问该共享存储器。在多个设备都需要访问共享存储器时，就涉及到如何在有限的带宽中，满足各个设备在每个应用场景中的数据量要求的问题。
目前，通常采用基于仲裁因子的轮询机制来解决上述问题，该机制通过给每一设备设置一仲裁因子，在数据访问过程中，根据每一设备对应的仲裁因子的大小来决定当前响应哪个设备的数据访问需求。
发明人在实现本发明的过程中，发现相关技术存在以下问题：随着轮候时间的增加，各设备的需求状况会变得越发急迫，而预设的仲裁因子无法传递急迫信息至仲裁机制，导致仲裁机制只能机械式的分发带宽，此时很容易出现无法满足所有设备的数据访问需求的情况，因此，根据仲裁因子分发带宽的方式不能满足各设备在各场景的实时需求。
【发明内容】
本发明要解决的技术问题是提供一种总线带宽分配方法、装置及芯片，能够解决相关技术中在分配总线带宽时不能满足各模块在各场景的实时需求的问题。
本发明实施例的一个方面，提供一种总线带宽分配方法，所述方法包括：
在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；
根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；
基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；
根据所述优先级进行总线带宽分配。
可选地，所述根据所述设备当前的数据请求数量，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值，包括：
根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；
根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；
根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；
获取所述设备预设的最大仲裁值；
根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
可选地，每一设备预设的所述最大仲裁值不同。
可选地，所述基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级，包括：
判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；
如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
可选地，当所述最高优先级对应的设备为多个时，所述方法还包括：
根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
可选地，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，并且每一设备的仲裁值相同时，所述方法还包括：
根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
可选地，在根据所述优先级处理完所述设备的数据请求后，所述方法还包括：
设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
本发明实施例的另一方面，提供一种总线带宽分配装置，所述装置包括：
第一获取模块，用于在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；
确定模块，用于根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；
第二获取模块，用于基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；
分配模块，用于根据所述优先级进行总线带宽分配。
可选地，所述确定模块包括：
第一计算单元，用于根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；
划分单元，用于根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；
确定单元，用于根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；
获取单元，用于获取所述设备预设的最大仲裁值；
第二计算单元，用于根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
可选地，所述第二获取模块包括：
判断单元，用于判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；
第一处理单元，用于如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
可选地，当所述最高优先级对应的设备为多个时，所述第二获取模块具体用于：
根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
可选地，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，并且每一设备的仲裁值相同时，所述第二获取模块具体用于：
根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
可选地，在根据所述优先级处理完所述设备的数据请求后，所述装置还包括：
设置模块，用于设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
本发明实施例的又一方面，提供一种总线带宽分配芯片，所述总线带宽分配芯片包括：至少一个处理器、存储器以及接口，所述至少一个处理器、存储器及接口之间均通过总线连接；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述总线带宽分配芯片执行如上所述的总线带宽分配方法。
在本发明实施例中，根据设备在数据传输过程中的数据请求数量以及各设备预设的延迟参数来确定各设备当前的仲裁值，从而根据获取到的仲裁值和预设的仲裁机制确定各设备的优先级，以根据各设备的优先级进行带宽分配。由于仲裁值是根据设备实时的数据请求数量确定的，因此该仲裁值能够实时反映各设备的急迫程度，满足了各设备在带宽分配过程中的实时需求，从而能够更加合理、有效地分配总线带宽，同时满足各设备的数据量要求和实时性要求。
【附图说明】
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。
图1是本发明实施例的一种运行环境示意图；
图2是本发明实施例的另一种运行环境示意图；
图3是本发明实施例提供的总线带宽分配方法的流程图；
图4是本发明实施例提供的总线带宽分配方法中根据设备当前的数据请求数量，以及设备预设的延迟参数确定设备的仲裁值的方法的流程图；
图5是本发明实施例提供的总线带宽分配方法中一种基于仲裁值和预设的仲裁机制获取设备的优先级的方法的流程图；
图6是本发明实施例提供的总线带宽分配方法中另一种基于仲裁值和预设的仲裁机制获取设备的优先级的方法的流程图；
图7是本发明实施例提供的总线带宽分配方法中又一种基于仲裁值和预设的仲裁机制获取设备的优先级的方法的流程图；
图8是本发明另一实施例提供的总线带宽分配方法的流程图；
图9是本发明实施例提供的总线带宽分配装置的结构示意图；
图10是本发明实施例提供的一种总线带宽分配芯片的结构示意图。
【具体实施方式】
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
需要说明的是，如果不冲突，本发明实施例中的各个特征可以相互组合，均在本发明的保护范围之内。另外，虽然在装置示意图中进行了功能模块的划分，在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于装置示意图中的模块划分，或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
为了方便读者更好地理解本发明，在对本发明的发明思想进行描述之前，先对本发明的运行环境进行描述，请参阅图1，图1是本发明实施例的一种运行环境示意图，运行环境包括总线12、仲裁器14、设备21、设备22、存储器16以及输入/输出电路18。
其中，总线12使各设备互连，其可以包括地址、数据及控制信道，并且可以进行双向数据传送(比如，读和写)。
设备21和设备22可以是CPU、DMA控制器等不同功能性的装置，设备21和设备22从例如存储器16以及输入/输出电路18等装置中进行读取，并且对例如存储器16以及输入/输出电路18等装置进行写入。需要说明的是，图1中还可以包括任何数量的具有不同功能性的设备21和设备22。
仲裁器14可以是任何合适类型的电子运算设备，比如多核心中央处理器等。仲裁器14用于控制各设备接入总线12，并且控制设备21、设备22对存储器16，和/或，输入/输出电路18的访问。当设备21、设备22希望跨越总线系统实施总线事务时，设备21、设备22均会将请求信号传送至仲裁器14，在此情况下，仲裁器14基于总线12的信道在设备21、设备22之间实施预设的仲裁机制，并且基于总线信道向设备21、设备22中的一个设备发出专用准许信号。
例如，当一个或者一个以上的设备21、设备22请求总线12进行数据传输时，仲裁器14可以获取设备21、设备22当前的数据请求数量，然后根据每一设备当前的数据请求数量以及每一设备预设的延迟参数确定各设备的仲裁值，该仲裁值是用于评价各设备的优先级的影响因子；该预设的延迟参数与其对应的设备本身性能相关，其可以由系统进行设定，也可以由开发者设定。仲裁器14获取设备21、设备22的仲裁值后，根据预设的仲裁方法确定设备21、设备22的优先级，从而根据该优先级顺序控制设备21、设备22接入总线12，以使设备21或者设备22访问存储器16，或者设备21或者设备22访问输入/输出电路18。
需要说明的是，该运行环境并不仅限于图1所示的方式，还可以加载于集成芯片中，例如，如图2所示。其中，该集成芯片包括处理器31、DMA控制器32、总线33、DRAM控制器34以及仲裁器(图未示)。处理器31和DMA控制器32分别通过各自的传输信道和接收信道连接到芯片上的总线33，总线33通过其传输信道和接收信道连接DRAM控制器34，DRAM控制器34可以通过地址总线、控制信号、双向数据总线等常规接口读取并写入芯片外的设备DRAM35。在这里，仲裁器在处理器31、DMA控制器32之间执行仲裁机制，通过考虑传送方向和/或所耗费的总线信道带宽等因素，从而在处理器31和DMA控制器32之间合理的分配芯片上总线33的带宽。其中，DRAM控制器34和DRAM设备35可以由SDRAM控制器、SDRAM设备等其他共享存储器来代替。
下面提供一种应用于上述运行环境的总线带宽分配方法，请参阅图3，图3是本发明实施例提供的总线带宽分配方法的流程图，方法包括：
步骤110、在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数。
其中，设备请求总线进行数据传输为多个设备同时请求总线进行数据传输，此时，可以通过调用每一设备预设的开放接口统计每一设备的请求队列中当前包含多少个数据请求。
步骤120、根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值。
该延迟参数即设备的数据延迟(Data Latency)参数，该延迟参数指的是设备单次发出数据请求后最大的等待时间，如果超过该时间且未接收到数据请求返回的结果，则认为设备请求失败或者请求超时。该延迟参数的大小与设备的性能相关。
该仲裁值用于衡量每一设备使用总线的优先级，仲裁值越大，优先级越高，则越优先使用总线。在本实施例中，可以用参数QoS来表示该仲裁值，QoS参数可以区分所有设备的优先次序，并且还可以传递各设备数据请求的急迫程度。
在本实施例中，该QoS参数的值在QoS_max和QoS_min之间变动，QoS_max表示QoS参数的上限，QoS_min表示QoS参数的下限。需要说明的是，在本实施例中，每一设备的QoS_max值不同；每一设备的QoS_min值可以相同；实时性需求越高的设备，其QoS_max值越大；在实时性需求相同的情况时，数据量需求越大的设备，其QoS_max值越大；数据容忍度越大的设备，其QoS_max和QoS_min的差值就越大。其中，该数据容忍度指的是设备在等待总线分配带宽时的最大等待时间。
在本实施例中，如图4所示，步骤120，根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值，包括：
步骤121、根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；
步骤122、根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；
步骤123、根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；
步骤124、获取所述设备预设的最大仲裁值；
步骤125、根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
可以理解的是，每一设备的数据处理能力是一定的，对数据的处理都需要一定的时间开销，也就意味着，每一设备的数据需求有一定的时间间隔性，该特性表示各设备的数据需求有一定的数据容忍度。基于该特性，在时间轴上，每一设备都会有数据需求不急迫的时间段，那么在仲裁时可以利用这些时间段来处理数据需求急迫的设备。
因此，本发明实施例基于上述特性，将设备的数据容忍度划分到多级QoS内，通过每级QoS的递增来表示设备的数据请求的急迫性增加。
一般情况下，当递增到QoS_max时，那么就必须处理完该设备的所有数据请求。然而，在实际应用中，各设备的数据请求具有随机性，在T时间内，C个数据请求不一定在QoS为QoS_max时才能响应，在其他QoS级别也可以得到响应。而且各设备只能识别数据请求，而不是数据容忍度，因此，在这里将基于数据容忍度的划分转换为基于数据请求的划分。理想情况下，即是将数据请求均分到每级QoS中，也意味着数据容忍度均分到每级QoS中。但是，在实际应用中，不可能每级QoS都能完成所有的数据请求处理，如果当前级别的数据请求没有处理完的话，那么就会累积到下一级QoS，下一级QoS的数据容忍度减小。在最恶劣情况下，每级QoS的所有数据请求都累积到下一级QoS中，此时下一级QoS的数据容忍度是原来的一半。
综上，在本发明实施例中，采用自适应的数据容忍度来统计每级QoS的递增情况，下一级QoS的数据容忍度是当前级QoS的数据容忍度的一半。
因此，将设备的数据容忍度划分n级，也即是将设备的数据请求划分n级，可以通过预设时间周期T和预设的延迟参数(Data Latency)来计算n，该计算公式是：T＝DataLatency*(1/20+1/21+1/22+…++1/2n-1)。其中，该该Data Latency的值是QoS_min所对应的数据容忍度。
需要说明的是，上述划分过程及计算公式针对的是一台设备，其他设备也可以根据该方式进行QoS级别划分。当然，在实际应用中，还可以通过其他方式进行QoS级别划分。
在划分QoS级别之后，根据n和T时间内该设备总的数据请求数计算每一级QoS对应的数据请求数，从而确定当前数量的请求数位于哪一级QoS中。在这里，可以是均分总数据请求数至每一QoS级别中，也可以根据具体的应用情况按其他方式划分总数据请求至每一QoS级别中。
确定设备当前的数据请求数位于哪一级QoS中后，根据确定的数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
例如：根据当前数据请求数量判断出该设备当前的数据容忍度为QoS_3级，则QoS_3＝QoS_max-n+Data Latency(1+1/2)。根据当前数据请求数量判断出该设备当前的数据容忍度为QoS_4级，则QoS_4＝QoS_max-n+Data Latency(1+1/2+1/4)，依次类推分别计算QoS_a，a＝1,2,3，…,n。其中，QoS_min＝QoS_max-n。
需要说明的是，在实际应用中还可以通过其他方式获取所述设备实时的仲裁值。
步骤130、基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级。
在本实施例中，仲裁的基本原则是，QoS值大的设备取得优先权，由于每一设备的QoS都有一定的范围，那么存在QoS重叠区间。这些重叠区间对于某些设备来说是QoS_max，此时这些设备处于紧急状态，而对于其他一些设备来说不是QoS_max，此时这些其他设备处于非紧急状态。因此，该预设的仲裁机制将设备划分为紧急状态和非紧急状态，并且分别设置了紧急状态和非紧急状态所对应的仲裁方法。
如图5所示，步骤130，所述基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级，包括：
步骤131、判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；
步骤132、如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
上述过程中，如果多个设备中只有一个设备当前的仲裁值与其对应的最大仲裁值相等，则该设备取得优先权，为其分配总线带宽。如果存在多个设备当前的仲裁值都与其对应的最大仲裁值相等，也即表示当前有多个设备都处于紧急状态，如果总线带宽长期分配给同一设备使用，则会导致同样处于紧急状态下的设备出现极端带宽不足的情况。由于无法精准区分各设备的急迫性，而且每个设备处在紧急状态都有一定的数据容忍度，因此，在一些实施例中，采用定量轮询机制并结合预设的判断条件来为各设备分配总线带宽。
具体地，如图6所示，当所述最高优先级对应的设备为多个时，上述步骤132之后，该方法还包括，先判断当前响应的设备是否在定量轮询后，如果是，则该设备不再参与轮询，如果不是，则可以执行如下步骤。
步骤133、根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
基于上述步骤中获取的各设备当前的仲裁值，可以根据仲裁值的大小按照从大到小或者从小到大的顺序进行排序，然后按照仲裁值越大越先分配总线带宽的原则进行优先级分配。
进一步地，还可以根据设备预设的延迟参数来确定各设备的优先级。即，步骤135、根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。同样可以根据延迟参数的大小按照从大到小或者从小到大的顺序进行排序，然后按照延迟参数越大越先分配总线带宽的原则进行优先级分配。
进一步地，还可以根据设备当前QoS级所对应的递增步长的统计值确定各设备的优先级。即，步骤137、根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。其中，该递增步长的统计值为从QoS_min到当前QoS级中，每一级QoS对应的递增步长的和，其大小与设备的延迟参数相关。
进一步地，还可以根据设备序号来分配各设备的优先级。例如，设备序号越小，设备的优先权越高。其中，设备的序号越小表示该设备越急迫，需要优先处理，设备序号和设备急迫程度的对应关系可以由开发人员预先设置，也可以是系统设置。
需要说明的是，在多个设备都处于紧急状态，并且通过上述几种方式确定各设备优先权时，可以优先根据QoS大小来确定，然后根据延迟参数进行优先级确定，再根据设备QoS级对应的递增步长的统计数值来确定优先级，最后根据设备序号进行优先级确定。
在一些实施例中，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，即表示该设备当前处于非紧急状态，并且每一设备当前的仲裁值相同时，每个设备都有至少一级的数据容忍度，而且随着时间的推进，QoS级对应的递增步长也递增，导致QoS值递增。已经取得总线所有权的设备会一直占用总线，直到QoS发生变化，对于轮候的同级QoS的其他设备，可以采用如下仲裁机制进行设备的优先级分配。
具体地，如图7所示，上述步骤132之后，该方法还包括，步骤134、根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
进一步地，可以根据设备预设的延迟参数来确定各设备的优先级。即，步骤136、根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
进一步地，还可以根据设备当前QoS级所对应的递增步长的统计值确定各设备的优先级。即，步骤138、根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。其中，该递增步长的统计值为从QoS_min到当前QoS级中，每一级QoS对应的递增步长的和，其大小与设备的延迟参数相关。
进一步地，还可以根据设备序号来分配各设备的优先级。例如，设备序号越小，设备的优先权越高。其中，设备的序号越小表示该设备越急迫，需要优先处理，设备序号和设备急迫程度的对应关系可以由开发人员预先设置，也可以是系统设置。
需要说明的是，在多个设备都处于非紧急状态，且各设备当前的QoS相同时，通过上述几种方式确定各设备优先权，可以优先根据n的大小来确定，然后根据延迟参数进行优先级确定，再根据设备QoS级对应的递增步长的统计数值来确定优先级，最后根据设备序号进行优先级确定。
上述实施方式分别是应用在设备处于紧急状态，以及设备处在非紧急状态并且设备当前的QoS值相等时的情况。需要说明的是，这还可以通过其他实施方式来实现该两种情况下的设备的优先级的分配。
此外，如果设备当前处于非紧急状态，并且设备的QoS不相同时，可以根据QoS的大小确定各设备的优先级，也可以通过其他方式进行确定。
步骤140、根据所述优先级进行总线带宽分配。
本发明实施例提供了一种总线带宽分配方法，该方法根据设备在数据传输过程中的数据请求数量以及各设备预设的延迟参数来确定各设备当前的仲裁值，从而根据获取到的仲裁值和预设的仲裁机制确定各设备的优先级，以根据各设备的优先级进行带宽分配。由于仲裁值是根据设备实时的数据请求数量确定的，因此该仲裁值能够实时反映各设备的急迫程度，满足了各设备在带宽分配过程中的实时需求，从而能够更加合理、有效地分配总线带宽，满足各设备的数据量要求和实时性要求。
请参阅图8，图8是本发明另一实施例提供的总线带宽分配方法的流程图，图8与上述图3的主要区别在于，在根据所述优先级处理完所述设备的数据请求后，该方法还包括：
步骤150、设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
在本实施例中，一旦该设备处理完所有的数据请求，则将该设备的QoS值设置为QoS_min。由于在访问地址连续时，才可以保证设备高效的访问DRAM、SDRAM等共享存储器，如果频繁的修改设备的QoS值，会导致仲裁器输出的命令访问地址变化增多，使访问地址不连续，从而导致DRAM、SDRAM等共享存储器在换bank和切row中浪费效率。此外，由于QoS只会在设备有数据请求时才参与仲裁处理，如果设备的数据请求处理结束，此时QoS没有意义。因此，在本实施例中，该设备处理完所有数据请求后，该设备的QoS为QoS_min。
本发明实施例提供了一种总线带宽分配方法，该方法根据设备在数据传输过程中的数据请求数量以及各设备预设的延迟参数来确定各设备当前的仲裁值，从而根据获取到的仲裁值和预设的仲裁机制确定各设备的优先级，以根据各设备的优先级进行带宽分配，并且在设备处理完全部数据请求后，使其仲裁值为最小仲裁值。由于仲裁值是根据设备实时的数据请求数量确定的，因此该仲裁值能够实时反映各设备的急迫程度，不仅满足了各设备在带宽分配过程中的实时需求，能够更加合理、有效地分配总线带宽，而且提升了设备在使用总线带宽时的数据访问效率。
请参阅图9，图9是本发明实施例提供的总线带宽分配装置的结构示意图。如图9所示，该装置40包括：第一获取模块41、确定模块42、第二获取模块43以及分配模块44。
第一获取模块41，用于在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；确定模块42，用于根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；第二获取模块43，用于基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；分配模块44，用于根据所述优先级进行总线带宽分配。
如图9所示，所述确定模块42包括：第一计算单元421、划分单元422、确定单元423、获取单元424以及第二计算单元425。其中，第一计算单元421，用于根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；划分单元422，用于根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；确定单元423，用于根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；获取单元424，用于获取所述设备预设的最大仲裁值；第二计算单元425，用于根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。其中，每一设备预设的最大仲裁值不同。
如图9所示，第二获取模块43包括：判断单元431和第一处理单元432。其中，判断单元431，用于判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；第一处理单元432，用于如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
进一步地，当所述最高优先级对应的设备为多个时，所述第二获取模块43具体用于：根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
进一步地，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，并且每一设备的仲裁值相同时，所述第二获取模块43具体用于：根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
在一些实施例中，同样请参考图9，该装置40还包括设置模块45。该设置模块45，用于设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
需要说明的是，本发明实施例中的总线带宽分配装置中的各个模块之间的信息交互、执行过程等内容，由于与本发明方法实施例基于同一构思，具体内容同样适用于总线带宽分配装置。本发明实施例中的各个模块能作为单独的硬件或软件来实现，并且可以根据需要使用单独的硬件或软件来实现各个单元的功能的组合。
本发明实施例提供了一种总线带宽分配装置，该装置根据设备在数据传输过程中的数据请求数量以及各设备预设的延迟参数来确定各设备当前的仲裁值，从而根据获取到的仲裁值和预设的仲裁机制确定各设备的优先级，以根据各设备的优先级进行带宽分配，并且在设备处理完全部数据请求后，使其仲裁值为最小仲裁值。由于仲裁值是根据设备实时的数据请求数量确定的，因此该仲裁值能够实时反映各设备的急迫程度，不仅满足了各设备在带宽分配过程中的实时需求，能够更加合理、有效地分配总线带宽，而且提升了设备在使用总线带宽时的数据访问效率。
请参阅图10，图10是本发明实施例提供的一种总线带宽分配芯片的结构示意图。如图10所示，该芯片50包括：至少一个处理器51、存储器52以及接口(图未示)，图10中以一个处理器为例。
处理器51、存储器52以及接口之间均通过总线或者其他方式进行连接，图10中以通过总线连接为例。
存储器52作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本发明实施例中的总线带宽分配方法对应的程序指令/模块(例如，附图9所示的第一获取模块41、确定模块42、第二获取模块43以及分配模块44)。处理器51通过运行存储在存储器52中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行服务器的各种功能应用以及数据处理，即实现上述方法实施例总线带宽分配方法。
存储器52可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据总线带宽分配装置的使用所创建的数据等。此外，存储器52可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器52可选包括相对于处理器51远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至总线带宽分配装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
所述一个或者多个模块存储在所述存储器52中，当被所述一个或者多个处理器51执行时，执行上述任意方法实施例中总线带宽分配方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤110至步骤140，图4中的方法步骤121至步骤125，图5中的方法步骤131至步骤132，图6中的方法步骤131至步骤137，图7中的方法步骤131至步骤138，图8中的方法步骤110至步骤150，实现图9中的模块41-45、单元421-425、单元431-432的功能。
上述产品可执行本发明实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明实施例所提供的方法。
本发明实施例提供了一种非易失性计算机可读存储介质，所述非易失性计算机可读存储介质存储有计算机可执行指令，该计算机可执行指令被总线带宽分配芯片执行上述任意方法实施例中的总线带宽分配方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤110至步骤140，图4中的方法步骤121至步骤125，图5中的方法步骤131至步骤132，图6中的方法步骤131至步骤137，图7中的方法步骤131至步骤138，图8中的方法步骤110至步骤150，实现图9中的模块41-45、单元421-425、单元431-432的功能。
本发明实施例提供了一种计算机程序产品，包括存储在非易失性计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，使所述计算机执行上述任意方法实施例中的总线带宽分配方法，例如，执行以上描述的图3中的方法步骤110至步骤140，图4中的方法步骤121至步骤125，图5中的方法步骤131至步骤132，图6中的方法步骤131至步骤137，图7中的方法步骤131至步骤138，图8中的方法步骤110至步骤150，实现图9中的模块41-45、单元421-425、单元431-432的功能。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
通过以上的实施方式的描述，本领域普通技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存储记忆体(Random Access Memory，RAM)等。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；在本发明的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本发明的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种总线带宽分配方法，其特征在于，所述方法包括：
在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；
根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；
基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；
根据所述优先级进行总线带宽分配；
其中，所述根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值包括：
根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；
根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；
根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；
获取所述设备预设的最大仲裁值；
根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，每一设备预设的所述最大仲裁值不同。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级，包括：
判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；
如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，当所述最高优先级对应的设备为多个时，所述方法还包括：
根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，并且每一设备的仲裁值相同时，所述方法还包括：
根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
6.根据权利要求4或5所述的方法，其特征在于，在根据所述优先级处理完所述设备的数据请求后，所述方法还包括：
设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
7.一种总线带宽分配装置，其特征在于，所述装置包括：
第一获取模块，用于在设备请求总线进行数据传输时，获取所述设备的请求队列中当前的请求数；
确定模块，用于根据所述请求数，以及所述设备预设的延迟参数确定所述设备的仲裁值；
第二获取模块，用于基于所述仲裁值和预设的仲裁机制获取所述设备的优先级；
分配模块，用于根据所述优先级进行总线带宽分配；
其中，所述确定模块包括：
第一计算单元，用于根据所述设备的预设时间周期T和所述预设的延迟参数计算所述设备的数据容忍度级别n；
划分单元，用于根据所述数据容忍度级别n和所述预设时间周期T对应的数据请求总数量进行数据容忍度级别划分，以获取每一级别对应的数据请求数量；
确定单元，用于根据所述设备当前的请求数，以及所述每一级别对应的数据请求数量，确定所述设备的数据容忍度级别；
获取单元，用于获取所述设备预设的最大仲裁值；
第二计算单元，用于根据确定的所述数据容忍度级别、所述设备预设的最大仲裁值、所述数据容忍度级别n以及所述设备预设的延迟参数计算所述设备的仲裁值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二获取模块包括：
判断单元，用于判断所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值是否相等；
第一处理单元，用于如果相等，获取所述仲裁值与所述最大仲裁值相等的设备，并且确定所述设备的优先级为最高优先级。
9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，当所述最高优先级对应的设备为多个时，所述第二获取模块具体用于：
根据所述设备的仲裁值的大小，按照所述仲裁值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
10.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，如果所述设备的仲裁值与所述设备预设的最大仲裁值不相等，并且每一设备的仲裁值相同时，所述第二获取模块具体用于：
根据所述设备的数据容忍度级别n的大小，按照所述数据容忍度级别n越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备预设的延迟参数的大小，按照所述延迟参数越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级；或者，
根据所述设备对应的递增步长的统计值的大小，按照所述统计值越大则所述设备的优先级越高来确定所述设备的优先级。
11.根据权利要求9或10所述的装置，其特征在于，在根据所述优先级处理完所述设备的数据请求后，所述装置还包括：
设置模块，用于设置所述设备的仲裁值为所述设备的最小仲裁值。
12.一种总线带宽分配芯片，其特征在于，所述总线带宽分配芯片包括：至少一个处理器、存储器以及接口，所述至少一个处理器、存储器及接口之间均通过总线连接；
所述存储器存储计算机执行指令；
所述至少一个处理器执行所述存储器存储的计算机执行指令，使得所述总线带宽分配芯片执行权利要求1至6任一项所述的总线带宽分配方法。
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