Round-Robin算法的verilog实现
当有多个设备同时想占用同一个资源时,需要仲裁器通过某种调度算法决定不同设备使用资源的先后顺序。
Round Robin算法就是其中一种调度算法,其思路是,当多个仲裁请求(request)送给仲裁器时,仲裁器通过轮询的方式分时给不同的设备返回许可(grant),当一个requestor 得到了grant许可之后,它的优先级在接下来的仲裁中就变成了最低,当同时有多个requestor的时候,grant可以依次给到每个requestor,即使之前高优先级的requestor再次有新的request,也会等前面的requestor都grant之后再轮到它。由此看出,Round Robin算法是一种公平的算法,它避免了当最高优先级的requestor不断有新的request时,具有最高优先级的requestor一直占用资源,导致其他requestor无法占用资源的阻塞现象。
在verilog设计中,如何实现呢?假设request是位宽是6,最高位是第5位,最低位是第0位,默认低比特位具有高优先级。
1.首先需要找到request中优先级最高的比特位,对优先级最高的比特位给出许可信号。这一步可以通过request和它的2的补码按位与。这是因为一个数和它的补码相与,得到的结果是一个独热码,独热码为1的那一位是这个数最低的1。
2.在下一轮仲裁中,已经被仲裁许可的比特位变成了最低优先级,而未被仲裁许可的比特位将会被仲裁。因此对第一步中给出许可的比特位(假设是第2位)以及它的低比特位进行屏蔽,对request中的第5位到第3位进行保持,这个操作可以利用掩码111000和request相与实现得到。
得到掩码的方法是,对第一步的许可信号grant-1,再与grant本身相或,相或的结果再取反。
3.通过第二步得到第2位到第0位被屏蔽的request_new信号,判断request_new是否为全0信号,如果是全0信号,代表此时不存在需要被仲裁的比特位,则返回第一步:找到request中优先级最高的比特位,对优先级最高的比特位给出许可信号,然后进行第二步。如果request_new不是全0信号,代表存在未被仲裁的比特位,则找到request_new中优先级最高的比特位,对优先级最高的比特位给出许可信号,然后进行第二步。
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