CN1328675C - 一种pci仲裁模式可配置装置及其仲裁模式转换方法 - Google Patents
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Abstract
本发明的一种PCI仲裁模式可配置装置及其仲裁模式转换方法，其为一种计算机中的PCI仲裁设备，包括一外部仲裁器、一多路开关、一配置寄存器以及一处理器，所述处理器中设置有内部仲裁器，通过软件对所述配置寄存器的设置，来选择当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁。本发明的装置在同一装置内实现了内部仲裁和外部仲裁的灵活配置，可根据需要情况选择内部仲裁还是外部仲裁，提高了使用的方便性和效率。
Description
技术领域
本发明涉及一种计算机系统中PCI总线的仲裁设备，尤其涉及一种在通讯领域中当PCI总线的仲裁方式需要改变时的场合且对其仲裁模式可进行配置的装置。
本发明还涉及一种计算机系统中PCI总线中仲裁模式的转换方法。
背景技术
众所周知，目前PCI总线是一种兼容性强、功能齐全的计算机总线，它能够为CPU及高速外围设备提供高性能、高吞吐量、低延迟的数据通路。PCI总线上可以连接多个设备，均可占用总线传送数据，为避免出现多个PCI设备同时占用PCI总线，就需要进行总线仲裁，以便将总线使用权交给其中的某一个PCI设备占用，这就是PCI总线仲裁。
每一个PCI设备是通过仲裁申请信号REQ#和仲裁允许信号GNT#这一对信号来实现总线的申请与使用。PCI设备向PCI仲裁器发出仲裁申请REQ#信号，请求使用PCI总线，当PCI总线仲裁器允许其使用总线时，就向该PCI设备发出仲裁允许GNT#信号，该PCI设备就可以使用PCI总线传输数据。没有得到GNT#信号的PCI设备不能使用PCI总线。
PCI总线仲裁分内部仲裁与外部仲裁两种方式。
所谓内部仲裁，一般是使用主处理器内部集成的总线仲裁器来处理总线的仲裁。该处理器内部设有寄存器，软件可以方便的对仲裁进行设置，使用比较灵活。但是处理器本身一般允许连接的PCI设备有限，像MOTOROLA的MPC8240/8245处理器，因其只有5对REQ#/GNT#信号线，所以最多只能连接5个PCI设备。
所谓外部仲裁，一般是由外部的总线仲裁器来处理所有模块的总线仲裁，此时主处理器也作为一个PCI设备，一同向外部总线仲裁器申请使用PCI总线。所述外部仲裁一般由复杂可编程逻辑器件CPLD(ComplexProgrammable Logic Device)、现场可编程门阵列FPGA(FieldProgrammable Gate Array)来实现，其优点是可以根据支持设备个数的多少自行开发。但是，外部仲裁的效率一般低于内部仲裁。而现有的设计，在设计时就已经固定使用某一种仲裁模式，一般无法对仲裁模式进行切换，难以满足灵活多变的实际应用。
目前通讯系统中在设计处理器部分时，普遍将处理器设计成子卡的形式，从子卡插座上引出PCI总线。但是，由于受子卡插座引脚数目的限制，子卡一般仅能处理1～5个PCI设备的总线仲裁，当PCI总线上连接的设备超过5个时，子卡就不能处理全部PCI设备的仲裁，此时PCI总线就需要采用外部仲裁。因此，在设计处理器子卡的载板时，应当考虑PCI总线的仲裁方式有时需要改变的情况。
发明内容
本发明的目的在于提供一种PCI仲裁模式可配置装置及其仲裁模式转换方法，通过设置一个多路开关并通过应用软件对其进行控制，从而实现在PCI总线仲裁中，灵活的配置，选择是采用内部仲裁还是外部仲裁。
本发明的技术方案如下：
一种PCI仲裁模式可配置装置，其包括外部仲裁器、多路开关、配置寄存器以及处理器，所述处理器中设置有内部仲裁器，通过应用软件对所述配置寄存器的设置，来配置当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁。
所述的PCI仲裁模式可配置装置，其外部仲裁器、多路开关以及配置寄存器由一复杂可编程逻辑器件实现。
所述的PCI仲裁模式可配置装置，其复杂可编程逻辑器件还可以由现场可编程门阵列替代。
一种所述的PCI仲裁模式可配置装置的仲裁模式转换方法，其至少包括以下步骤：
a)、通过软件对配置寄存器写入约定数值，来设置当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁；
b)、由所述配置寄存器控制所述多路开关：在内部仲裁模式下时，把PCI总线的仲裁信号线连接到所述处理器的仲裁线上；在外部仲裁模式下，则把所述PCI总线的仲裁信号线连接到所述外部仲裁器上。
所述的方法，其中，所述配置寄存器是一个8位的寄存器，当软件写入数值0x49或0x69，设定所述PCI仲裁模式为内部仲裁；写入数值0x45或0x65，则设定所述PCI仲裁模式为外部仲裁。
所述的方法，其中，所述配置寄存器默认的数值为0x65，即工作在外部仲裁模式下。
本发明所提供的PCI仲裁模式可配置装置及其仲裁模式转换方法，由于采用一个多路开关接入电路，并由应用软件进行控制内部仲裁与外部仲裁，从而在同一装置内实现了内部仲裁和外部仲裁的灵活配置，当总线上连接PCI设备较少的情况下可以使用内部仲裁，连接PCI设备较多的情况下使用外部仲裁，可大大提高使用的灵活性和效率。
附图说明
以下结合附图，对本发明的实施举例进行详细描述。
附图中：
图1是本发明的一种PCI仲裁模式可配置装置的结构示意图；
图2是本发明所述的PCI仲裁模式可配置装置工作在内部仲裁模式下的示意图；
图3是本发明所述的PCI仲裁模式可配置装置工作在外部仲裁模式下的示意图。
具体实施方式
如图1所示为本发明所述的PCI仲裁模式可配置装置的一个实施方案。此方案通过一个可编程逻辑器CPLD来实现仲裁模式的可配置，所述可编程逻辑器内部包括：配置寄存器101、外部仲裁器102以及多路开关103。所述PCI仲裁模块可配置装置还包括一CPU104。
本发明通过软件对配置寄存器101写入约定数值，来设置当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁。在此方案中，把来自CPU的仲裁信号及来自PCI总线的仲裁信号全部引入可编程逻辑器CPLD，外部仲裁器在CPLD内部实现，通过对在CPLD内部实现的对配置寄存器的设定，来选择当前的仲裁模式，是外部仲裁还是内部仲裁。
所述配置寄存器101是一个8位的寄存器，用于设定当前采用的仲裁模式。在本发明的技术方案中约定：当应用软件写入数值0x49(′I′)或0x69(′i′)，设定PCI仲裁模式为内部仲裁；而写入数值0x45(′E′)或0x65(′e′)，则设定PCI仲裁模式为外部仲裁。寄存器默认的数值为0x65，即工作在外部仲裁模式下。
所述外部仲裁器102为PCI总线的仲裁器，根据PCI总线仲裁的规范，自行开发出可以支持多个设备的总线仲裁器，以满足设计的需要。
所述多路开关103是一个单刀双置的开关，在所述复杂可编程逻辑器件CPLD内部实现，在内部仲裁模式下，它把PCI总线的仲裁信号线REQ#/GNT#连接到CPU104的仲裁线上；在外部仲裁模式下，则把所述PCI总线的仲裁信号线REQ#/GNT#连接到所述外部仲裁器102上。所述多路开关103的位置切换是通过所述配置寄存器101来控制的。
所述CPU104为一具备PCI总线仲裁器的中央处理器。
如图2所示是在本发明的所述PCI仲裁模式可配置装置工作在内部仲裁模式下的示意图。所述配置寄存器101经过设定，当PCI仲裁模式可配置装置工作在内部仲裁模式下，在CPLD内部实现的外部仲裁器102此时不工作，多路开关103把PCI总线的仲裁信号线REQ#/GNT#连接到CPU104的仲裁线上，由CPU104内部的内部仲裁器处理对PCI总线的仲裁。此时，内部仲裁模式下可以支持的PCI设备的数量受CPU本身仲裁线数量的限制。
如图3所示是在本发明的所述PCI仲裁模式可配置装置在外部仲裁模式下的示意图。配置寄存器101经过设定，当PCI仲裁模式可配置装置工作在外部仲裁模式下。在CPLD内部实现的外部仲裁器102此时开始工作，并处理来自PCI设备的全部总线仲裁请求，多路开关103把PCI总线的仲裁信号线REQ#/GNT#全部连接到外部仲裁器102中，此时CPU104将PCI总线的仲裁请求通过多路开关103连接到外部仲裁器102中，类同一个普通的PCI设备。此时，外部仲裁模式下可以支持的PCI设备的数量仅受外部仲裁器102所能够支持的PCI设备个数的限制。由于该外部仲裁器102实现了对CPLD内部的开发，所以满足了系统所支持的PCI设备个数可以改变的需求。
应当指出的是，本发明的所述复杂可编程逻辑器件CPLD可由现场可编程门阵列FPGA来实现，其原理基本相同，在此不再赘述。
应当说明的是，以上仅是对本发明的一个实施举例的详细说明，这不能因此而限制本发明专利请求书的保护范围，此范围应以本发明所附权利要求书为准。
Claims (6)
1、一种PCI仲裁模式可配置装置，其特征在于，其包括一外部仲裁器、一多路开关、一配置寄存器以及一处理器，所述处理器中设置有内部仲裁器，通过软件对所述配置寄存器的设置，来选择当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁，所述配置寄存器控制所述多路开关，在内部仲裁模式下时，把PCI总线的仲裁信号线连接到所述处理器的仲裁线上；在外部仲裁模式下，则把所述PCI总线的仲裁信号线连接到所述外部仲裁器上。
2、根据权利要求1所述的PCI仲裁模式可配置装置，其特征在于，所述外部仲裁器、所述多路开关以及所述配置寄存器由一复杂可编程逻辑器件实现。
3、根据权利要求2所述的PCI仲裁模式可配置装置，其特征在于，所述复杂可编程逻辑器件还可以由现场可编程门阵列替代。
4、一种如权利要求1所述的PCI仲裁模式可配置装置的仲裁模式转换方法，其至少包括以下步骤：
a)、通过软件对配置寄存器写入约定数值，来设置当前的仲裁模式是使用内部仲裁还是外部仲裁；
b)、由所述配置寄存器控制所述多路开关：在内部仲裁模式下时，把PCI总线的仲裁信号线连接到所述处理器的仲裁线上；在外部仲裁模式下，则把所述PCI总线的仲裁信号线连接到所述外部仲裁器上。
5、根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述配置寄存器是一个8位的寄存器，当软件写入数值0×49或0×69，设定所述PCI仲裁模式为内部仲裁；写入数值0×45或0×65，则设定所述PCI仲裁模式为外部仲裁。
6、根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述配置寄存器默认的数值为0×65，即工作在外部仲裁模式下。
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