CN110875867B - 一种总线访问仲裁装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种总线访问仲裁装置，该装置包括若干级仲裁模块，每个仲裁模块包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元；请求受理单元用于在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址请求时，根据反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；授权仲裁单元用于根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；访问控制单元用于根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。本发明还公开了一种总线访问仲裁方法。本发明可以实现零迟滞仲裁。

Description

一种总线访问仲裁装置及方法

技术领域

本发明涉及计微控制器技术，尤其涉及一种总线访问仲裁装置及方法。

背景技术

微控制器设计是数字集成电路设计的一个广阔领域。通常微控制器会包含至少一个中央处理器(CPU)，用于基本的算术运算、指令访问、程序分支跳转控制、中断响应、特殊标志位维护等一系列操作，中央处理器是整个微控制器的主控单元。中央处理器通过总线访问微控制器中的各种存储资源以及外设模块，作为总线上的主设备，负责访问命令的发起、写出数据的发射、以及读回数据的接收，并需要处理总线上的异常错误反馈等。但是在很多微控制器设计中，可能会存在超过一个总线主设备。典型地，直接存储访问控制器（DMAController）也可以在总线上发起各种访问操作，而不需要中央处理器干预。甚至有些微控制器或片上系统（SoC）存在多个中央处理器。当多个主设备同时访问某个从设备（外设模块或者存储设备等）时，由于被访问从设备总线接口的受理能力有限，或者被访问设备的吞吐率有限，就需要系统设计按照一定的优先级决定哪个主设备当前可以获得访问权限，而其他同期访问的主设备会被告知需要等待，直至优先的主设备访问结束，即访问仲裁。但是当前的访问仲裁处理速度较慢，延迟较大。

发明内容

发明目的：本发明针对现有技术存在的问题，提供一种总线访问仲裁装置及方法，实现主设备仲裁访问零迟滞。

技术方案：本发明所述的总线访问仲裁装置，多个主设备的总线通过该装置连接从设备，其特征在于：该装置包括若干级仲裁模块，每两个主设备连接至一个一级仲裁模块，每两个一级仲裁模块再连接至一个二级仲裁模块，直至剩余一个最高级别的仲裁模块连接至从设备；每个仲裁模块包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元，每个请求受理单元连接一个主设备或仲裁模块，授权仲裁单元连接两个请求受理单元，访问控制单元连接授权仲裁单元；

其中，所述请求受理单元用于在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；所述授权仲裁单元用于根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；所述访问控制单元用于根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。若主设备数量为单数，则将最后剩余的主设备作为一个仲裁模块进行连接。

进一步的，所述请求受理单元具体用于：

当接收到相连的主设备或低一级的仲裁模块发送的命令地址访问请求信号时：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则在当前总线周期向相连的主设备或仲裁模块发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，以及在下一总线周期，在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备或仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备或仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

以及每个总线周期向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号。

进一步的，所述授权仲裁单元具体用于：

当仅接收到相连接的第一个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当仅接收到相连接的第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当同时收到相连接的第一个请求受理单元和第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示优先级更高的主设备被授权命令地址访问；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持第一个请求受理单元的命令访问授权状态信号状态为授权；

当第一个请求受理单元对应的主设备命令地址访问结束后，再次收到该请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

当第二个请求受理单元对应的主设备命令地址访问结束后，再次收到该请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲。

进一步的，所述访问控制单元具体用于：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备或高一级的仲裁模块，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备。

进一步的，所述请求受理单元具体包括数据选择器、D触发器、与门、或门和反相器，其中，该请求受理单元的命令访问授权状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的控制端，从设备空闲状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的1地址输入端，命令地址访问请求信号输入端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的访问控制单元，对内通过反相器连接数据选择器的0地址输入端，以及分别连接与门和或门的第一输入端，从设备空闲状态信号输出端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的授权仲裁单元，对内连接数据选择器的输出端，总线空闲状态信号输入端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的访问控制单元，对内同时连接总线空闲状态信号输出端和与门的第二输入端，总线空闲状态信号输出端对外连接授权仲裁单元，与门的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接或门的第二输入端，或门的输出端连接访问请求信号输出端，访问请求信号输出端对外连接授权仲裁单元。

进一步的，所述授权仲裁单元具体包括第一数据选择器、第二数据选择器、D触发器和三个反相器，该授权仲裁单元的第一访问请求信号输入端对外连接第一请求受理单元，对内连接第一数据选择器的控制端，第一总线空闲状态信号输入端对外连接第一请求受理单元，对内连接第二数据选择器的1地址输入端，第二访问请求信号输入端对外连接第二请求受理单元，对内连接通过一个反相器连接第一数据选择器的0地址输入端，第二总线空闲状态信号输入端对外连接第二请求受理单元，对内通过一个反相器连接第二数据选择器的0地址输入端，从设备空闲状态信号输入端对外连接从设备或高一级的仲裁模块的请求受理单元，对内连接第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端，第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端分别对外连接第一请求受理单元和第二请求受理单元，第一数据选择器的1地址输入端通过一个反相器输入表示主设备优先级的优先级信号，第一数据选择器的输出端同时连接命令访问授权指示信号输出端、第二数据选择器的控制端和第一命令访问授权状态信号输出端，还通过一个反相器连接第二命令访问授权状态信号输出端，命令访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元，第二数据选择器的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接数据访问授权指示信号输出端，数据访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元。

进一步的，所述访问控制单元具体包括第一数据选择器和第二数据选择器，该访问控制单元的命令访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接第一数据选择器的控制端，数据访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接第二数据选择器的控制端，第一数据选择器的1地址输入端输入第一主设备发送的总线命令地址访问信号，所述第一主设备为授权仲裁单元所连接的第一个请求受理单元对应的主设备，第一数据选择器的0地址输入端输入第二主设备发送的总线命令地址访问信号，所述第二主设备为授权仲裁单元所连接的第二个请求受理单元对应的主设备，第一数据选择器的输出端连接总线命令地址访问信号输出端，总线命令地址访问信号输出端对外连接从设备或高一级的仲裁模块的请求受理单元，第二数据选择器的1地址输入端输入第一主设备发送的总线数据访问信号，第一数据选择器的0地址输入端输入第二主设备发送的总线数据访问信号，第一数据选择器的输出端连接总线数据访问信号输出端，总线数据访问信号输出端对外连接从设备。

进一步的，所述仲裁模块中个单元的各信号输入端和信号输出端，在信号为高电平时，即1时，为有效，对应表示信号状态为有请求、空闲或授权，信号为低电平时，即0时，为无效，对应表示信号状态为无请求、繁忙或未授权。

本发明所述的总线访问仲裁方法基于上述总线访问仲裁装置，包括：

当请求受理单元在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；

授权仲裁单元根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；

访问控制单元根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。

进一步的，具体包括：

S1、主设备向相连接的第一级仲裁模块的请求受理单元发送命令地址访问请求信号；

S2、第一级仲裁模块的两个请求受理单元分别执行如下步骤：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号；

S3、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当授权仲裁单元仅接收到相连接的第一个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当仅接收到相连接的第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当同时收到相连接的第一个请求受理单元和第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示优先级更高的主设备被授权命令地址访问；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持第一个请求受理单元的命令访问授权状态信号状态为授权；

S4、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备或高一级的仲裁模块，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；

S5、第二级的仲裁模块的请求受理单元、授权仲裁单元和访问控制单元按照步骤S2-S4执行，直至最高级别的仲裁模块将总线命令地址访问信号发送给从设备，并进行命令地址访问；

S6、第一级仲裁模块的请求受理单元执行如下步骤：

在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

S7、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当再次收到请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

S8、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备，进行数据访问。

有益效果：本发明与现有技术相比，其显著优点是：本发明实现了主设备仲裁访问零迟滞，且在实现电路上，采用了极少的组合电路实现了零迟滞功能，降低了成本。

附图说明

图1是本发明提供的总线访问仲裁装置的一个实施例的系统框图；

图2是图1的电路图；

图3是图2中请求受理单元的电路图；

图4是图2中授权仲裁单元的电路图；

图5是图2中访问控制单元的电路图；

图6是本发明提供的总线访问仲裁装置的另一实施例的系统框图；

图7是图6的连接关系图；

图8是本发明提供的总线访问仲裁装置的又一实施例的系统框图。

具体实施方式

实施例1

本实施例提供了一种总线访问仲裁装置，本实施例中主设备共有两个，分别为主设备0和主设备1，如图1所示，两个主设备的总线通过该总线访问仲裁连接从设备，该总线访问仲裁装置包括一个仲裁模块，两个主设备连接至该仲裁模块，该仲裁模块连接至从设备；仲裁模块包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元，每个请求受理单元连接一个主设备，授权仲裁单元连接两个请求受理单元，访问控制单元连接授权仲裁单元仲裁模块用于从两个主设备中选择一个主设备与从设备建立连接。下面对每个单元进行详细介绍。

如图2和图3所示，共有两个请求受理单元，分别为请求受理单元0和请求受理单元1，请求受理单元0与主设备0连接，请求受理单元1与主设备1连接，两个单元结构一样，只是连接的主设备不一样，因此，以请求受理单元0为例进行描述。请求受理单元0用于在接收到主设备0发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至主设备0。具体为：当接收到主设备0发送的命令地址访问请求信号时：若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则在当前总线周期向主设备0发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，以及在下一总线周期，在主设备0的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向主设备0发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备0发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；以及每个总线周期向相连接的授权仲裁单元发送表示主设备0总线状态的总线空闲状态信号。对以上功能采用电路进行实现，则请求受理单元0具体包括数据选择器mux1、D触发器FF1、与门、或门和反相器，其中，请求受理单元0的命令访问授权状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的控制端，从设备空闲状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的1地址输入端，命令地址访问请求信号输入端对外连接主设备0，对内通过反相器连接数据选择器的0地址输入端，以及分别连接与门和或门的第一输入端，从设备空闲状态信号输出端对外连接主设备0，对内连接数据选择器的输出端，总线空闲状态信号输入端对外连接主设备0，对内同时连接总线空闲状态信号输出端和与门的第二输入端，总线空闲状态信号输出端对外连接授权仲裁单元，与门的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接或门的第二输入端，或门的输出端连接访问请求信号输出端，访问请求信号输出端对外连接授权仲裁单元。其中，命令地址访问请求信号和访问请求信号在信号为高电平1时，表示有请求信号，为低电平0时，表示无请求，从设备空闲状态信号和总线空闲状态信号在信号为高电平1时，表示状态为空闲，为低电平0时，表示状态为繁忙，命令访问授权状态信号在信号为高电平1时，表示状态为授权，为低电平0时，表示状态为未授权。某些总线如AHB总线，命令访问和数据访问是分开到两个总线周期进行的，因此仲裁模块需要记录上一个周期的仲裁记录，从而正确处理后续的数据访问。因此，请求受理单元中使用一个D触发器来记录上一个周期的总线请求状态。

请求受理单元电路的工作原理为：当接收到主设备0发送的命令地址访问请求信号时，命令地址访问请求信号输入端为高电平1，此时有三种情况：（1）若命令访问授权状态信号输入端为高电平1，即主设备0被授权，且从设备空闲状态信号输入端为高电平1，即从设备空闲，则数据选择器mux1直接输出表示从设备空闲的高电平1给主设备0，无需等待；另因命令地址访问请求信号输入端为高电平1，因此经过或门直接生成高电平1发送至授权仲裁单元，表示发送命令地址访问请求；在下一总线周期，若主设备0的总线空闲，即总线空闲状态信号输入端输入高电平1，则D触发器FF1高电平信号1发送至授权仲裁单元，表示发送数据访问请求信号，若总线繁忙，则输入为低电平0，D触发器FF1不会产生高电平，会一直等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；（2）若命令访问授权状态信号输入端为高电平1，即主设备0被授权，且从设备空闲状态信号输入端输入信号为低电平，即从设备繁忙，则数据选择器mux1直接输出表示从设备繁忙的低电平0给主设备0，无需等待；（3）若命令访问授权状态信号输入端为低电平0，即主设备0未被授权，则数据选择器mux1直接输出表示从设备繁忙的低电平0给主设备0，无需等待。另外，请求受理单元每个总线周期向相连接的授权仲裁单元发送表示主设备0总线状态的总线空闲状态信号。

如图2和图4所示，所述授权仲裁单元用于根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号，具体为：当仅接收到请求受理单元0发送的访问请求信号时，向请求受理单元0发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送指示主设备0被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；当仅接收到请求受理单元1发送的访问请求信号时，向请求受理单元1发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示主设备1被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；当同时收到请求受理单元0和请求受理单元1发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，本实施例中，主设备1优先级更高，向访问控制单元发送表示优先级更高的主设备被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持请求受理单元0的命令访问授权状态信号状态为授权；当主设备0命令地址访问结束后，再次收到请求受理单元0的访问请求信号时，若此时请求受理单元0发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送主设备0被授权数据访问的数据访问授权指示信号，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；当请求受理单元0对应的主设备命令地址访问结束后，再次收到请求受理单元1访问请求信号时，若此时该请求受理单元1发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送表示主设备1被授权数据访问的数据访问授权指示信号，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲。对以上功能采用电路进行实现，则所述授权仲裁单元具体包括数据选择器mux2、数据选择器mux3、D触发器FF2和三个反相器，该授权仲裁单元的第一访问请求信号输入端对外连接请求受理单元0，对内连接数据选择器mux2的控制端，第一总线空闲状态信号输入端对外连接请求受理单元0，对内连接数据选择器mux3的1地址输入端，第二访问请求信号输入端对外连接请求受理单元1，对内连接通过一个反相器连接数据选择器mux2的0地址输入端，第二总线空闲状态信号输入端对外连接请求受理单元1，对内通过一个反相器连接数据选择器mux3的0地址输入端，从设备空闲状态信号输入端对外连接从设备，对内连接第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端，第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端分别对外连接请求受理单元0和请求受理单元2，数据选择器mux2的1地址输入端通过一个反相器输入表示主设备优先级的优先级信号，具体为在主设备1优先级更高时，且主设备1发送了访问请求信号时，该优先级信号为高电平1，否则为0，数据选择器mux2的输出端同时连接命令访问授权指示信号输出端、数据选择器mux3的控制端和第一命令访问授权状态信号输出端，还通过一个反相器连接第二命令访问授权状态信号输出端，命令访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元，数据选择器mux3的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接数据访问授权指示信号输出端，数据访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元。

授权仲裁单元的工作原理为：（1）当仅主设备0发送命令地址访问请求时，即第一访问请求信号输入端输入高电平1、第二访问请求信号输入端输入低电平0时，数据选择器mux2的1地址输入端为高电平1，数据选择器mux2输出高电平1，则向命令访问授权指示信号输出端输出高电平，向第一命令访问授权状态信号输出端输出高电平1，表示授权主设备0命令地址访问，高电平1经过反相器向第二命令访问授权状态信号输出端输出低电平0，表示未授权主设备1命令地址访问；当主设备0命令地址访问结束后，会再次收到访问请求信号，即第一访问请求信号输入端会再次输入高电平1，此时表示数据访问请求，若此时第一总线空闲状态信号输入端为高电平1，即空闲，则数据选择器mux3输出高电平1，D触发器FF2发送高电平，即数据访问授权指示信号为高电平，表示授权主设备0进行数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；（2）当仅主设备1发送命令地址访问请求时，即第二访问请求信号输入端输入高电平1、第一访问请求信号输入端输入低电平0时，数据选择器mux2的0地址输入端为低电平0，数据选择器mux2输出低电平0，则向命令访问授权指示信号输出端输出低电平0，表示授权主设备1进行命令地址访问，向第一命令访问授权状态信号输出端输出低电平0，低电平0经过反相器向第二命令访问授权状态信号输出端输出高电平1，表示未授权主设备0命令地址访问，授权主设备1命令地址访问；当主设备1命令地址访问结束后，会再次收到访问请求信号，即第二访问请求信号输入端会再次输入高电平1，此时表示数据访问请求，若此时第二总线空闲状态信号输入端为高电平1，即空闲，经反相器输入数据选择器mux30地址输入端低电平0，则数据选择器mux3输出低电平0，D触发器FF2发送低电平0，即数据访问授权指示信号为低电平，表示授权主设备1进行数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；（3）当同时收到请求受理单元0和请求受理单元1发送的访问请求信号时，即第一访问请求信号输入端输入高电平1、第二访问请求信号输入端输入高电平1时，数据选择器mux2的1地址输入端为低电平0，数据选择器mux2输出低电平0，则向命令访问授权指示信号输出端输出低电平，向第一命令访问授权状态信号输出端输出低电平0，即授权主设备1，不授权主设备0，后续同（2）中相同；（4）当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，即第一访问请求信号输入端输入低电平0、第二访问请求信号输入端输入低电平0时，数据选择器mux2的1地址输入端为高电平1，即默认保持请求受理单元0的命令访问授权状态信号状态为授权，后续同（1）中相同。

如图2和图5所示，所述访问控制单元用于根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。具体为：当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备。对以上功能采用电路进行实现，则访问控制单元具体包括数据选择器mux4和数据选择器mux5，该访问控制单元的命令访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器mux4的控制端，数据访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器mux5的控制端，数据选择器mux4的1地址输入端输入主设备0发送的总线命令地址访问信号，数据选择器mux4的0地址输入端输入主设备1发送的总线命令地址访问信号，数据选择器mux4的输出端连接总线命令地址访问信号输出端，总线命令地址访问信号输出端对外连接从设备，数据选择器mux5的1地址输入端输入主设备0发送的总线数据访问信号，数据选择器mux4的0地址输入端输入主设备1发送的总线数据访问信号，数据选择器mux4的输出端连接总线数据访问信号输出端，总线数据访问信号输出端对外连接从设备。

访问控制单元的工作原理为：当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，若信号为高电平1，表示允许主设备0命令地址访问，则数据选择器mux4将主设备0发送的总线命令地址访问信号给从设备，若信号为低电平0，表示允许主设备1命令地址访问，则数据选择器mux4将主设备1发送的总线命令地址访问信号给从设备；当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，若信号为高电平1，表示允许主设备0数据访问，则数据选择器mux5将主设备0发送的总线数据访问信号给从设备，若信号为低电平0，表示允许主设备1数据访问，则数据选择器mux5将主设备1发送的总线数据访问信号给从设备。

本实施例还提供了一种总线访问仲裁方法，该方法基于上述装置，具体包括：当请求受理单元在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；授权仲裁单元根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；访问控制单元根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。

对上述步骤进行详细描述，具体为：

S1、主设备向相连接的仲裁模块的请求受理单元发送命令地址访问请求信号；

S2、仲裁模块的两个请求受理单元分别执行如下步骤：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则向相连的主设备发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号；

S3、仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当授权仲裁单元仅接收到请求受理单元0发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示主设备0被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当仅接收到相连接的请求受理单元1发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示主设备1被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当同时收到相连接的请求受理单元0和请求受理单元1发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备1所对应的请求受理单元1发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送主设备1被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持请求受理单元0的命令访问授权状态信号状态为授权；

S4、仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；并进行命令地址访问；

S5、仲裁模块的请求受理单元执行如下步骤：

在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

S6、仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当再次收到请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送表示该请求受理单元对应的主设备被授权数据访问的数据访问授权指示信号，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

S7、仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备，进行数据访问。

实施例2

本实施例提供了一种总线访问仲裁装置，本实施例中主设备共有四个，分别为主设备0、主设备1、主设备2和主设备3，如图6所示，四个主设备的总线通过该总线访问仲裁连接从设备，该总线访问仲裁装置包括三个仲裁模块，具体为两个第一级仲裁模块（仲裁模块（0/1）和仲裁模块（2/3））和一个第二级仲裁模块（仲裁模块（0/1/2/3）），主设备0和主设备1连接至仲裁模块（0/1），主设备2和主设备3连接至仲裁模块（2/3），仲裁模块（0/1）和仲裁模块（2/3）连接至更高一级的仲裁模块（0/1/2/3），仲裁模块（0/1/2/3）为最高级，连接从设备。仲裁模块的内部结构都相同，同实施例1中一样，包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元，每个请求受理单元连接一个主设备或更低一级的仲裁模块，授权仲裁单元连接两个请求受理单元，访问控制单元连接授权仲裁单元。仲裁模块的功能为二选一，即从两个主设备中选择一个主设备与从设备建立连接，仲裁模块（0/1）是从主设备0和1中选一个，仲裁模块（2/3）是从主设备2和3中选一个，仲裁模块（0/1/2/3）是从仲裁模块（0/1）和仲裁模块（2/3）选择的主设备中在选择一个，最终只有一个主设备与从设备建立连接，进行访问。

如图7所示，本实施例中各仲裁模块的各单元与实施例1中的内部结构和功能相同，不同点是对外端口连接有所不同，仲裁模块（0/1）和仲裁模块（2/3）的请求受理单元连接主设备，访问控制单元的总线命令地址访问信号输出端连接的不是从设备，而是更高一级的仲裁模块（0/1/2/3）的请求受理单元的命令访问请求信号输入端和总线空闲状态信号输入端，仲裁模块（0/1）和仲裁模块（2/3）的访问控制单元发出的总线命令地址访问信号中包括了其二选一选择的主设备的命令访问请求信号和总线空闲状态信号。仲裁模块（0/1/2/3）作为最高级别，其访问控制单元连接从设备。因此，对应的，该仲裁模块中各单元的原理和功能与实施例1的区别点是：按照连接关系，输出信号的流向不同，其他可同理得出。

本实施例还提供了一种总线访问仲裁方法，该方法基于上述装置，具体步骤为：

S1、主设备向相连接的第一级仲裁模块的请求受理单元发送命令地址访问请求信号；

S2、第一级仲裁模块的两个请求受理单元分别执行如下步骤：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号；

S3、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当授权仲裁单元仅接收到相连接的第一个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当仅接收到相连接的第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当同时收到相连接的第一个请求受理单元和第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送表示优先级更高的主设备被授权命令地址访问的命令访问授权指示信号；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持第一个请求受理单元的命令访问授权状态信号状态为授权；

S4、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备或高一级的仲裁模块，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；

S5、第二级的仲裁模块的请求受理单元、授权仲裁单元和访问控制单元按照步骤S2-S4执行，直至最高级别的仲裁模块将总线命令地址访问信号发送给从设备，并进行命令地址访问；

S6、第一级仲裁模块的请求受理单元执行如下步骤：

在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

S7、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当再次收到该请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送表示该请求受理单元对应的主设备被授权数据访问的数据访问授权指示信号，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

S8、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备，进行数据访问。

实施例3

本实施例提供了一种总线访问仲裁装置，本实施例中主设备共有3个，分别为主设备0、主设备1、主设备2，如图8所示，3个主设备的总线通过该总线访问仲裁连接从设备，该总线访问仲裁装置包括两个仲裁模块，具体为一个第一级仲裁模块（仲裁模块（0/1）） 和一个第二级仲裁模块（仲裁模块（0/1/2）），主设备0和主设备1连接至仲裁模块（0/1），主设备2作为一个仲裁模块，与仲裁模块（0/1）连接至仲裁模块（0/1/2），仲裁模块（0/1/2）为最高级，连接从设备。仲裁模块的内部结构都相同，同实施例1中一样，包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元，每个请求受理单元连接一个主设备，授权仲裁单元连接两个请求受理单元，访问控制单元连接授权仲裁单元。仲裁模块（0/1）是从主设备0和1中选一个，仲裁模块（0/1/2）是从仲裁模块（0/1）选择的主设备和主设备3中在选择一个，最终只有一个主设备与从设备建立连接，进行访问。本实施例中各仲裁模块的各单元与实施例1中的内部结构和功能相同，不同点是对外端口连接有所不同，仲裁模块（0/1）的请求受理单元连接主设备，访问控制单元的总线命令地址访问信号输出端连接的不是从设备，而是更高一级的仲裁模块（0/1/2）的请求受理单元的命令访问请求信号输入端和总线空闲状态信号输入端，仲裁模块（0/1）的访问控制单元发出的总线命令地址访问信号中包括了其二选一选择的主设备的命令访问请求信号和总线空闲状态信号。仲裁模块（0/1/2）作为最高级别，其访问控制单元连接从设备。因此，对应的，该仲裁模块中各单元的原理和功能与实施例1的区别点是：按照连接关系，输出信号的流向不同，其他可同理得出。

本实施例还提供了一种总线访问仲裁方法，该方法基于上述装置，该方法与实施例2中方法相同，因此，不再赘述。

此外，还可以根据实施例1-3进行同理推出主设备为任意个时的结构和电路连接关系。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明权利要求所作的等同变化，仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (9)

1.一种总线访问仲裁装置，多个主设备的总线通过该装置连接从设备，其特征在于：该装置包括若干级仲裁模块，每两个主设备连接至一个一级仲裁模块，每两个一级仲裁模块再连接至一个二级仲裁模块，直至剩余一个最高级别的仲裁模块连接至从设备；每个仲裁模块包括两个请求受理单元、一个授权仲裁单元和一个访问控制单元，每个请求受理单元连接一个主设备或仲裁模块，授权仲裁单元连接两个请求受理单元，访问控制单元连接授权仲裁单元；

其中，所述请求受理单元用于在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；所述授权仲裁单元用于根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；所述访问控制单元用于根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问；

所述请求受理单元具体包括数据选择器、D触发器、与门、或门和反相器，其中，该请求受理单元的命令访问授权状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的控制端，从设备空闲状态信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接数据选择器的1地址输入端，命令地址访问请求信号输入端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的访问控制单元，对内通过反相器连接数据选择器的0地址输入端，以及分别连接与门和或门的第一输入端，从设备空闲状态信号输出端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的授权仲裁单元，对内连接数据选择器的输出端，总线空闲状态信号输入端对外连接主设备或低一级的仲裁模块的访问控制单元，对内同时连接总线空闲状态信号输出端和与门的第二输入端，总线空闲状态信号输出端对外连接授权仲裁单元，与门的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接或门的第二输入端，或门的输出端连接访问请求信号输出端，访问请求信号输出端对外连接授权仲裁单元。

2.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：若主设备数量为单数，则将最后剩余的主设备作为一个仲裁模块进行连接。

3.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：所述请求受理单元具体用于：

当接收到相连的主设备或低一级的仲裁模块发送的命令地址访问请求信号时，执行如下处理：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则在当前总线周期向相连的主设备或仲裁模块发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，以及在下一总线周期，在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备或仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备或仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

以及每个总线周期向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号。

4.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：所述授权仲裁单元具体用于：

当仅接收到相连接的第一个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当仅接收到相连接的第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当同时收到相连接的第一个请求受理单元和第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示优先级更高的主设备被授权命令地址访问；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持第一个请求受理单元的命令访问授权状态信号状态为授权；

当第一个请求受理单元对应的主设备命令地址访问结束后，再次收到该请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

当第二个请求受理单元对应的主设备命令地址访问结束后，再次收到该请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲。

5.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：所述访问控制单元具体用于：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备或高一级的仲裁模块，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备。

6.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：所述授权仲裁单元具体包括第一数据选择器、第二数据选择器、D触发器和三个反相器，该授权仲裁单元的第一访问请求信号输入端对外连接第一请求受理单元，对内连接第一数据选择器的控制端，第一总线空闲状态信号输入端对外连接第一请求受理单元，对内连接第二数据选择器的1地址输入端，第二访问请求信号输入端对外连接第二请求受理单元，对内连接通过一个反相器连接第一数据选择器的0地址输入端，第二总线空闲状态信号输入端对外连接第二请求受理单元，对内通过一个反相器连接第二数据选择器的0地址输入端，从设备空闲状态信号输入端对外连接从设备或高一级的仲裁模块的请求受理单元，对内连接第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端，第一从设备空闲状态信号输出端和第二从设备空闲状态信号输出端分别对外连接第一请求受理单元和第二请求受理单元，第一数据选择器的1地址输入端通过一个反相器输入表示主设备优先级的优先级信号，第一数据选择器的输出端同时连接命令访问授权指示信号输出端、第二数据选择器的控制端和第一命令访问授权状态信号输出端，还通过一个反相器连接第二命令访问授权状态信号输出端，命令访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元，第二数据选择器的输出端连接D触发器的D端，D触发器的Q端连接数据访问授权指示信号输出端，数据访问授权指示信号输出端对外连接访问控制单元。

7.根据权利要求1所述的总线访问仲裁装置，其特征在于：所述访问控制单元具体包括第一数据选择器和第二数据选择器，该访问控制单元的命令访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接第一数据选择器的控制端，数据访问授权指示信号输入端对外连接授权仲裁单元，对内连接第二数据选择器的控制端，第一数据选择器的1地址输入端输入第一主设备发送的总线命令地址访问信号，所述第一主设备为授权仲裁单元所连接的第一个请求受理单元对应的主设备，第一数据选择器的0地址输入端输入第二主设备发送的总线命令地址访问信号，所述第二主设备为授权仲裁单元所连接的第二个请求受理单元对应的主设备，第一数据选择器的输出端连接总线命令地址访问信号输出端，总线命令地址访问信号输出端对外连接从设备或高一级的仲裁模块的请求受理单元，第二数据选择器的1地址输入端输入第一主设备发送的总线数据访问信号，第一数据选择器的0地址输入端输入第二主设备发送的总线数据访问信号，第一数据选择器的输出端连接总线数据访问信号输出端，总线数据访问信号输出端对外连接从设备。

8.一种基于权利要求1所述的总线访问仲裁装置的仲裁方法，其特征在于，包括：

当请求受理单元在接收到相连的主设备或仲裁模块发送的命令地址访问请求时，根据授权仲裁单元反馈的授权状态信号以及从设备是否空闲产生从设备空闲状态信号，并发送至对应主设备；

授权仲裁单元根据优先级向访问控制单元和请求受理单元发送授权状态信号；

访问控制单元根据授权状态信号允许授权的主设备进行命令地址访问和数据访问。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：具体包括：

S1、主设备向相连接的第一级仲裁模块的请求受理单元发送命令地址访问请求信号；

S2、第一级仲裁模块的两个请求受理单元分别执行如下步骤：

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为空闲，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为空闲的从设备空闲状态信号，并生成访问请求信号发送至授权仲裁单元；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为授权，且从设备发送的从设备空闲状态信号的状态为繁忙，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

若授权仲裁单元反馈的命令访问授权状态信号的状态为未授权，则向相连的主设备或低一级的仲裁模块发送状态为繁忙的从设备空闲状态信号；

向相连接的授权仲裁单元发送表示对应主设备总线状态的总线空闲状态信号；

S3、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当授权仲裁单元仅接收到相连接的第一个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当仅接收到相连接的第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向该请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权命令地址访问；

当同时收到相连接的第一个请求受理单元和第二个请求受理单元发送的访问请求信号时，向优先级更高的主设备所对应的请求受理单元发送状态为授权的命令访问授权状态信号，向访问控制单元发送命令访问授权指示信号，所述命令访问授权指示信号指示优先级更高的主设备被授权命令地址访问；

当没有收到任何请求受理单元的访问请求信号时，默认保持第一个请求受理单元的命令访问授权状态信号状态为授权；

S4、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的命令访问授权指示信号时，允许命令访问授权指示信号中对应主设备发送总线命令地址访问信号给从设备或高一级的仲裁模块，所述总线命令地址访问信号中包含有对应主设备发送的命令地址访问请求信号和总线空闲状态信号；

S5、第二级的仲裁模块的请求受理单元、授权仲裁单元和访问控制单元按照步骤S2-S4执行，直至最高级别的仲裁模块将总线命令地址访问信号发送给从设备，并进行命令地址访问；

S6、第一级仲裁模块的请求受理单元执行如下步骤：

在对应主设备的总线空闲状态信号的状态为空闲时，生成访问请求信号发送至授权仲裁单元，否则等待至总线空闲状态信号的状态为空闲；

S7、第一级仲裁模块的授权仲裁单元执行如下步骤：

当再次收到请求受理单元访问请求信号时，若此时该请求受理单元发送的总线空闲状态信号的状态为空闲，则向访问控制单元发送数据访问授权指示信号，所述数据访问授权指示信号指示该请求受理单元所对应的主设备被授权数据访问，否则等待总线空闲状态信号的状态为空闲；

S8、第一级仲裁模块的访问控制单元执行如下步骤：

当接收到授权仲裁单元的数据访问授权指示信号时，允许数据访问授权指示信号中对应主设备发送总线数据访问信号给从设备，进行数据访问。

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