计算机组织中的总线仲裁

什么是总线仲裁?

总线仲裁是活动总线主机访问总线、放弃对总线的控制，然后将其转移到另一个总线查找处理器单元的过程。总线主控制器是可以访问给定实例的总线的控制器．

如果多个DMA控制器、其他控制器或处理器试图同时访问公共总线，但只允许其中一个访问，则可能发生冲突。总线主状态一次只能由一个处理器或控制器持有。通过协调所有寻求内存传输的设备的动作，总线仲裁方法被用来解决这些争端。

总线仲裁遵循两种方法:

1. 集中式总线仲裁-在这种情况下，必要的仲裁由一个单独的总线仲裁人执行。
2. 分配总线仲裁-每个设备都参与选择新的总线主机。一个4位的标识号分配给总线上的每个设备。创建的ID将决定设备的优先级。

集中式总线仲裁方法

集中式总线仲裁有三种方法，具体如下:

1.每日链接方法-所有的总线管理器都在同一行上工作，以这种直接且成本较低的方式发出总线请求。在遇到请求访问总线的第一个master之前，总线授权信号串行地通过每个master。任何其他寻求模块将不会接收到授权信号，因此无法访问总线，因为这个主控程序阻止了总线授权信号的传播。

任何连接到总线的设备，如处理器或任何DMA控制器单元，都可以在任何总线周期中充当总线主。

其优点:

• 它是可伸缩的，并提供了简单性
• 用户可以在链上任意位置向预定义的最大设备数量中添加多个设备。

它的缺点:

• 设备的优先级值由主总线的位置决定。
• 使用这种策略会导致传播延迟。
• 如果一个小部件出现故障，整个系统就会停止工作。

2.旋转或轮询优先级方法-需要的地址行取决于系统中有多少连接的主机。控制器被用来为主(或地址)产生唯一的优先级。控制器生成一系列的主地址。一旦询问者知道公共汽车的地址并激活占线，就会使用公共汽车。

其优点:

• 这种方法在处理器和设备首选项方面是中立的。
• 这个过程也很简单。

它的缺点:

• 添加总线主机是一种挑战，因为它增加了电路的地址行计数。
• 即使有一台设备出现故障，系统仍将继续工作。

3.独立请求或固定优先级方法-为每个master提供一对唯一的总线请求和总线授权线，并且每对都具有优先级。控制器的内置优先级解码器选择最大优先级请求，然后断言匹配的总线授予信号。

它的优势:

• 这种技术产生了快速的反应。

它的缺点:

• 需要大量的控制线，这提高了硬件的成本。