片上總線(xiàn)Wishbone 學(xué)習（七）周期的同步結束和異步結束

圖1 Wishbone總線(xiàn)的異步周期結束路徑

這一問(wèn)題的最簡(jiǎn)單解決方法是插入寄存器將回路斷開(kāi)，但這樣做的缺點(diǎn)是在每一次總線(xiàn)操作中都需要插入一個(gè)等待周期，從而制約了總線(xiàn)吞吐量。如圖2所示，在上升沿0主設備發(fā)起了一次操作，在上升沿1從設備發(fā)起響應將ACK_O置高，在上升沿2主設備檢測到ACK_I為高完成第一次操作并發(fā)起第二次操作，但是在上升沿2從設備并不知道主設備會(huì )發(fā)起第二次操作，因此只能將ACK_O信號置低。在上升沿3從設備才能對第二次操作發(fā)起響應將ACK_O置高，在上升沿4主設備檢測到ACK_I為高完成第二次操作。

圖2 Wishbone總線(xiàn)的傳統同步周期結束方式

在圖2中，每一次傳輸都需要兩個(gè)時(shí)鐘周期，一半的帶寬被浪費。如果從設備在上升沿2知道主設備將發(fā)起新的操作，它將能夠在上升沿3完成第二次操作，從而節省時(shí)鐘周期提高了系統的吞吐量，利用該思想改進(jìn)后的同步時(shí)序如圖3所示。

圖3Wishbone總線(xiàn)改進(jìn)的同步周期結束方式

在圖3的上升沿0，主設備發(fā)起操作，在上升沿1，從設備將ACK_O置高，在上升沿2完成第一次操作且從設備知道主設備將發(fā)起新的操作，于是將ACK_O繼續置高，在上升沿3完成第二次操作。因此，3個(gè)時(shí)鐘周期就完成了2次操作，而不是原來(lái)大的4個(gè)時(shí)鐘周期，于是吞吐量提高了25%。一般的，改進(jìn)后，N次操作需要N+1個(gè)時(shí)鐘周期，而不是2N個(gè)時(shí)鐘周期，吞吐量改善為(N-1)/N%。

圖4 不同結束方式性能的對比

改進(jìn)后的同步周期結束方式具備異步周期結束方式的吞吐量?jì)?yōu)勢，同時(shí)具備傳統同步結束方式的延遲優(yōu)勢。改進(jìn)后的同步周期結束方式稱(chēng)作Wishbone寄存反饋周期結束方式。