仲裁器（固定优先级/轮询）

AMBA中AHB上可能有多个master，而总线上在同一时间仅能由一个master占用，因而便有了arbiter，授予对应的master使用总线的权利。最简单的便是固定优先级，比如在芯片中cpu的优先级总是最高的，因而尽量让cpu获得总线。闲言少叙，举个栗子：

abcd 四个master，优先级依次为0123（数字小的优先级高），req={d,c,b,a} 

此时的grant为one hot编码，表示为1的比特对应的master获得授权，总是req的低位先执行，缺点便是case的语句代码量太大，比较繁杂，因而我们看看plan b

设置一个变量，该变量为在req中1的最低位的高一位及以上为1，其余为0，比如1010对应的便是1110。而grant则为req与该变量取反后相与，再举个栗子：

其中只要req某一位为1，比如req[0]=1，req_temp[0] =0 - > req_temp[1]= req[0]=1 -> req_temp[2] =req_temp[1] =0  -> req_temp [3]=1，所有req_temp=1110 ,取反后 为0001，req= xxx1 ，所以grant = 0001 & xxx1 =0001； 

在学习过程中，发现了一个更巧妙的方法：直接将req-1，取反后相与，结果便是对应1最低位的one hot 码，如req = 1001, 减一后为1000，取反后为0001，相与则为0001；再再举个栗子：req=1000，减一则为0111，取反为1000，相与则为1000 即对应的独热码，代码就不贴了。

若是master优先级相同，再采取上述的方法便会导致位于req高位的master很难占用总线，而低位的只要申请，便能获得仲裁，相对而言该方法便不太妥当。因而采用另一种方法：轮询（round robin），【其实原本是round ribbon:环形丝带，起源是法国农民的请愿签名书，常规的签名书，前几个（带领者）可能会被处决，环形的签名书便没有前后之分。】轮询指的是已经获得授予的优先级降低，再次仲裁时会优先执行其他的请求，执行一轮后，优先级恢复。

轮询

轮询的实现方式有很多，可以用case的嵌套，语句太繁杂，同时面积太大，响应时间也太长，这里推荐两种方法：a 请求旋转法；b mask遮盖法

请求旋转法：当请求被授予后，req进行旋转（将对应位的高一位转至最低位）再进行固定优先级仲裁，栗子：1010 -> 0101 -> 1001

 mask遮盖法：生成一个mask，使得已经仲裁过比特位即之下的位为0，高位为1，如上次仲裁的为1010，此时上次的req[1]已经被仲裁，mask应该为1100，再与req相与，将req[1:0]遮挡起来，此时若请求为1111，遮挡后为1100。若mask全为0，即生成的请求全为0，此时应采用不加mask的固定优先级仲裁。因而该方法有两个固定优先级路径，通过mask进行选择，后输出结果

 如下：

行文至此，即将到达尾声，突然想到其他几种情况，和大家讨论讨论： 若是有6个master，其中master0，具备较高的优先级，而master1~5 优先级相等，此时该采用什么样的仲裁机制，是先进行判断，为master0时，优先进行仲裁，为其他master时，进行轮询？ 若master0~2优先级相同，且优先级高于master3~5，此时应该这么如何进行仲裁？（两种方法进行嵌套）。

本文的出现主要归功于李虹江先生的博客链接：(13条消息) 仲裁器设计（二）-- Round Robin Arbiter 轮询调度算法_enmouhuadou的博客-CSDN博客

仔细阅读了李先生博客中提到的文档，这是SLE的关于仲裁器的文档，从面积、时序等方面详细对比了不同实现方式的优劣。

 Arbiters_Design Ideas and Coding Styles.fm (psu.edu)