本文著眼于仲裁器的用例和優點，以及在VHDL中實現簡單優先級仲裁器。
仲裁是任何現代計算機系統的重要組成部分。從I2C和CAN 等通信協議中的總線仲裁到多處理器系統中的存儲器仲裁，可以在需要共享資源的任何地方找到仲裁器。

仲裁器可以是同步的（即，時鐘控制的）或異步的，它們的工作方式是基于輸入請求授予對資源的訪問。

在嵌入式世界中，資源總是有限的。使用仲裁器可以簡化資源控制并為競爭子系統增加優先級，同時提高了系統性能和穩健性。

基礎知識
什么是仲裁器？
在最基本的情況下，仲裁器是一種設備，它接受N個請求作為輸入，并以單熱的形式輸出單個授權。one-hot是一組任意大小的位，由除1之外的全零組成; 即，1位是邏輯高或“熱”。通過這種方式，仲裁器查看其輸入集并允許單個設備訪問資源。



行動中的仲裁者的例子
假設我們有三個設備，每個設備都有一個與仲裁器綁定的請求信號。這里的“設備”用作任何請求者的通用術語。請求者可以是FIFO（先進先出）隊列，CPU，狀態機等。當設備需要訪問資源時，它只是將其請求信號設置為高。仲裁器檢查其輸入并授予訪問權限。

圖1顯示了一個框圖，下面是一個真值表。在該示例中，授權信號不以任何特定方式使用。授權信號如何提供對資源的訪問取決于應用程序和實現。

圖1.帶有請求和授權信號的仲裁器


圖1描述了每個設備獨立發出請求的情況。

但是，當兩個或更多設備同時發出請求時呢？為了解決這個問題，我們可以在仲裁器中建立優先級。



如何建立仲裁者的優先權
圖2顯示了一個修改后的真值表，它根據請求給出了優先級。具有請求R3的Dev3優先于Dev2（具有R2）和Dev1（具有R1）。帶請求R2的Dev2優先于Dev1（帶R1）。再次注意，授權輸出始終是一熱的。這對于防止多個設備同時訪問同一資源至關重要。

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