片上總線Wishbone 學(xué)習(xí)（七）周期的同步結(jié)束和異步結(jié)束

圖1 Wishbone總線的異步周期結(jié)束路徑

這一問題的最簡單解決方法是插入寄存器將回路斷開，但這樣做的缺點是在每一次總線操作中都需要插入一個等待周期，從而制約了總線吞吐量。如圖2所示，在上升沿0主設(shè)備發(fā)起了一次操作，在上升沿1從設(shè)備發(fā)起響應(yīng)將ACK_O置高，在上升沿2主設(shè)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(shè)備并不知道主設(shè)備會發(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(shè)備才能對第二次操作發(fā)起響應(yīng)將ACK_O置高，在上升沿4主設(shè)備檢測到ACK_I為高完成第二次操作。

圖2 Wishbone總線的傳統(tǒng)同步周期結(jié)束方式

在圖2中，每一次傳輸都需要兩個時鐘周期，一半的帶寬被浪費(fèi)。如果從設(shè)備在上升沿2知道主設(shè)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(jié)省時鐘周期提高了系統(tǒng)的吞吐量，利用該思想改進(jìn)后的同步時序如圖3所示。

圖3Wishbone總線改進(jìn)的同步周期結(jié)束方式

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

圖4 不同結(jié)束方式性能的對比

改進(jìn)后的同步周期結(jié)束方式具備異步周期結(jié)束方式的吞吐量優(yōu)勢，同時具備傳統(tǒng)同步結(jié)束方式的延遲優(yōu)勢。改進(jìn)后的同步周期結(jié)束方式稱作Wishbone寄存反饋周期結(jié)束方式。