两优先级Round-robin算法改进的PCI仲裁扩展器设计

本文主要探讨了基于两优先级Round-robin算法的PCI仲裁扩展器的设计与实现，由陈晓飞、李红信等人合作完成。PCI（Peripheral Component Interconnect）总线因其高带宽、高性能、高可靠性和即插即用的特点，在现代计算机系统中得到了广泛应用。然而，当多个设备连接到同一个PCI总线上时，如何确保它们能够有序且高效地共享总线资源成为一个关键问题，这就需要引入PCI仲裁机制。 PCI仲裁是通过确定哪些设备有权访问总线资源的一种策略，它保证了系统中多个设备间的公平性和效率。传统的PCI仲裁可能无法满足复杂的多设备环境下的需求，因此，研究者提出了一种新的设计思路，即采用两优先级Round-robin算法。这种算法结合了两个级别的优先级，使得高优先级设备在满足其需求后，会轮流向低优先级设备让出控制权，从而实现了总线资源的动态分配。 具体来说，设计者们设计了一个9-PCI仲裁扩展器，运用FPGA（Field-Programmable Gate Array）技术实现。FPGA作为一种灵活的硬件平台，能够根据算法逻辑快速构建定制化的解决方案。通过两优先级Round-robin算法，该设计避免了高优先级设备长期占用总线的情况，确保了低优先级设备也能获得所需的带宽，提升了系统的整体性能和利用率。 文章的关键点包括： 1. PCI仲裁的基本原理：理解PCI总线的访问规则和冲突解决机制。 2. 两优先级Round-robin算法：如何定义和实现设备的优先级，以及如何通过时间片轮转的方式来分配总线使用权。 3. FPGA在PCI仲裁扩展器中的应用：FPGA的灵活性和可编程性在复杂仲裁逻辑中的优势。 4. 实际应用中的设计与优化：考虑了实际系统中的并发性和竞争情况，确保了系统的稳定性和效率。 这篇论文不仅提供了理论分析，还展示了如何将理论知识转化为实际应用，对于理解和改进PCI总线管理策略具有重要的参考价值。通过阅读此论文，读者可以深入了解PCI仲裁的最新进展，以及如何通过创新算法提升系统性能。