一种异步仲裁电路、异步仲裁方法及异步仲裁器

1.本发明涉及通信技术领域，尤其涉及一种异步仲裁电路、异步仲裁方法及异步仲裁器。

背景技术：

2.仲裁器是通信体系结构中的重要组成部分，在片上网络(network on chip，noc)系统、多核系统以及众核系统中，仲裁器可以有效地调度对共享资源的访问，以避免多台主机同时访问共享资源时产生通信冲突。因此，提升仲裁器的性能对系统的整体通讯性能的改善有至关重要的作用。
3.随着众核系统的发展，系统内的主机数量越来越多，相比于同步仲裁器，异步仲裁器在延时和功耗方面更具优势。但异步仲裁器会出现亚稳态问题，导致电路逻辑出现错误，从而对系统的稳定性产生负面影响。

技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种异步仲裁电路、异步仲裁方法及异步仲裁器，用于解决现有技术中异步仲裁器会出现亚稳态问题，导致电路逻辑出现错误，从而对系统的稳定性产生负面影响的问题。
5.为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
6.第一方面，本发明提供一种异步仲裁电路，包括：请求输入单元、仲裁单元、滤波单元以及握手信号生成单元，其中：
7.请求输入单元分别和仲裁单元以及握手信号生成单元连接；仲裁单元和滤波单元连接。
8.请求输入单元用于在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元和握手信号生成单元；
9.仲裁单元用于对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；
10.滤波单元用于对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；
11.握手信号生成单元用于基于请求信号，输出请求前传信号。
12.与现有技术相比，本发明提供的异步仲裁电路中，请求输入单元在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元和握手信号生成单元，避免在当前仲裁过程未完成时，新的请求信号进入仲裁单元和握手信号生成单元，造成电路逻辑冲突，保证了电路的稳定性。仲裁单元用于对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号，滤波单元用于对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号。基于此，在仲裁单元对请求信号做出仲裁处理，确定目标输出信号后，滤波单元能够对目标输出信号进行滤波处理，消除目标输出信号中的亚稳态电压，进一步降低了亚稳态电压被传输的概率，继而避免了亚稳态电压引起的亚稳态问题，提高了
异步仲裁电路的稳定性。此外，本发明提供的握手信号生成单元能够基于请求信号，直接输出请求前传信号，无需等待一轮仲裁完成之后，再进行请求前传信号的传递，能够大幅改善异步仲裁电路的延迟。
13.由此可知，本发明提供的异步仲裁电路能够解决现有技术中异步仲裁器会出现亚稳态问题，导致电路逻辑出现错误，从而对系统的稳定性产生负面影响的问题。
14.第二方面，本发明还提供一种异步仲裁方法，应用于上述第一方面技术方案所述的异步仲裁器，所述异步仲裁方法包括：
15.请求输入单元在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元和握手信号生成单元；
16.仲裁单元对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；
17.滤波单元对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；
18.握手信号生成单元基于请求信号，输出请求前传信号。
19.与现有技术相比，本发明提供的异步仲裁方法的有益效果与上述技术方案所述异步仲裁电路的有益效果相同，此处不做赘述。
20.第三方面，本发明还提供一种异步仲裁器，包括至少一级上述第一方面技术方案所述的异步仲裁电路；
21.在异步仲裁器包括一级异步仲裁电路的情况下，请求前传信号为应答反馈信号。
22.在异步仲裁器包括至少两级异步仲裁电路的情况下，每级握手信号生成单元输出的请求前传信号为下一级异步仲裁电路对应的请求单元的请求信号，下一级异步仲裁电路对应的滤波单元输出的应答信号为当前级异步仲裁电路对应的应答反馈信号。
23.与现有技术相比，本发明提供的异步仲裁器的有益效果与上述第一方面技术方案所述异步仲裁电路的有益效果相同，此处不做赘述。
附图说明
24.此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
25.图1为本发明实施例提供的异步仲裁电路的电路示意图；
26.图2为本发明实施例提供的四输入异步仲裁器的结构示意图。
27.附图标记：
28.1-异步仲裁电路，
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11-请求输入单元；
29.12-仲裁单元，
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13-滤波单元；
30.14-握手信号生成单元，
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111-第一与或门；
31.112-第二与或门，
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121-第一与非门；
32.122-第二与非门，
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131-第一或非门；
33.132-第一与门，
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133-第二或非门；
34.134-第二与门，
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141-请求信号前传模块；
35.142-应答信号反馈模块。
具体实施方式
36.为了便于清楚描述本发明实施例的技术方案，在本发明的实施例中，采用了“第一”、“第二”等字样对功能和作用基本相同的相同项或相似项进行区分。例如，第一阈值和第二阈值仅仅是为了区分不同的阈值，并不对其先后顺序进行限定。本领域技术人员可以理解“第一”、“第二”等字样并不对数量和执行次序进行限定，并且“第一”、“第二”等字样也并不限定一定不同。
37.需要说明的是，本发明中，“示例性的”或者“例如”等词用于表示作例子、例证或说明。本发明中被描述为“示例性的”或者“例如”的任何实施例或设计方案不应被解释为比其他实施例或设计方案更优选或更具优势。确切而言，使用“示例性的”或者“例如”等词旨在以具体方式呈现相关概念。
38.本发明中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b的情况，其中a，b可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指的这些项中的任意组合，包括单项(个)或复数项(个)的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项(个)，可以表示：a，b，c，a和b的结合，a和c的结合，b和c的结合，或a、b和c的结合，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。
39.如图1所示，本发明实施例提供一种异步仲裁电路1，包括请求输入单元11、仲裁单元12、滤波单元13以及握手信号生成单元14，其中：
40.请求输入单元11分别和仲裁单元12以及握手信号生成单元14连接；仲裁单元12和滤波单元13连接。
41.请求输入单元11用于在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元12和握手信号生成单元14；
42.仲裁单元12用于对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；
43.滤波单元13用于对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；
44.握手信号生成单元14用于基于请求信号，输出请求前传信号。
45.采用上述技术方案的情况下：请求输入单元11在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元12和握手信号生成单元14，避免在当前仲裁过程未完成时，新的请求信号进入仲裁单元12和握手信号生成单元14，造成电路逻辑冲突，保证了电路的稳定性。仲裁单元12用于对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号，滤波单元13用于对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号。基于此，在仲裁单元12对请求信号做出仲裁处理，确定目标输出信号后，滤波单元13能够对目标输出信号进行滤波处理，消除目标输出信号中的亚稳态电压，进一步降低了亚稳态电压被传输的概率，继而避免了亚稳态电压引起的亚稳态问题，提高了异步仲裁电路1的稳定性。此外，本发明实施例提供的握手信号生成单元14能够基于请求信号，直接输出请求前传信号，无需等待一轮仲裁完成之后，再进行请求前传信号的传递，能够大幅改善异步仲裁电路1的延迟。
46.由此可知，本发明实施例提供的异步仲裁电路1能够解决现有技术中异步仲裁器
会出现亚稳态问题，导致电路逻辑出现错误，从而对系统的稳定性产生负面影响的问题。
47.具体的，如图1所示，请求输入单元11的第一请求信号接收端与对应的第一外部请求信号端电连接，请求输入单元11的第二请求信号接收端与对应的第二外部请求信号端电连接，请求输入单元11的第一控制信号接收端以及第二控制信号接收端均握手信号生成单元14的应答反馈信号输出端电连接，请求输入单元11的第一输出端与仲裁单元12的对应的第一输入端电连接，请求输入单元11的第二输出端与仲裁单元12的对应的第二输入端电连接，用于在应答反馈信号为有效状态的情况下，将第一请求信号和第二请求信号输入至仲裁单元12。
48.仲裁单元12的第一输出端与滤波单元13的对应的第一输入端电连接，仲裁单元12的第二输出端与滤波单元13的对应的第二输入端电连接，用于在对第一请求信号和第二请求信号进行仲裁处理后，确定目标输出信号，并将相应的目标输出信号传输至滤波单元13，该目标输出信号可以是第一请求信号对应的目标输出信号，或者是第二请求信号对应的目标输出信号。
49.滤波单元13的第一输出端与第一应答信号输出端电连接，滤波单元13的第二输出端与第二应答信号输出端电连接，滤波单元13用于在接收到目标输出信号后，将目标输出信号中的亚稳态电压滤除，最终输出电压稳定应答信号。
50.同时，请求输入单元11的第一输出端和第二输出端还与握手信号生成单元14的请求信号输入端电连接，使得握手信号生成单元14能够直接基于请求输入单元11输出的第一请求信号和第二请求信号生成请求前传信号。
51.示例性，在上述异步仲裁电路1中，若握手信号生成单元14输出的请求前传信号为该异步仲裁电路1的应答反馈信号时，上述异步仲裁电路1即为两输入的异步仲裁器。
52.在一种可能的实现方式中，在滤波单元13输出相应的应答信号后，相应的应答信号对应的当前请求信号被置为无效状态。请求输入单元11还用于将当前请求信号依次通过仲裁单元12和滤波单元13将当前请求信号对应的当前应答信号置为无效状态，直至应答反馈信号处于有效状态。
53.可以理解的是，当同时有两个及以上数量的请求信号进入异步仲裁电路1中时，通过异步仲裁电路1的仲裁单元12确定目标输出信号后，意味着当前仅有该目标输出信号对应的请求信号被接收，滤波单元13基于目标输出信号输出相应的应答信号，在接收到该应答信号后，其对应的当前请求信号即被置为无效状态，相应的，在当前请求信号处于无效状态的情况下，依次通过仲裁单元12和滤波单元13后，也会将该应答信号置为无效状态。此外，在当前请求信号处于无效状态的情况下，无论此时的应答反馈信号是否处于有效状态，当前请求信号都可以通过请求输入单元11依次进入仲裁单元12和滤波单元13，将当前应答信号置为无效状态。
54.需要注意的是，虽然同时有两个及以上数量的请求信号进入仲裁单元12，但除目标输出信号以外的其他输出信号均为无效状态，无效状态的输出信号在通过滤波单元13后也会输出无效的应答信号，该无效应答信号并不会对请求信号造成影响，只有当有效的应答信号被接收后，该应答信号对应的请求信号才会被置为无效状态。
55.在一种可能的实现方式中，如图1所示，请求输入单元11包括第一与或门111和第二与或门112，请求信号包括第一请求信号和第二请求信号。
56.第一与或门111的第一输入端与第一外部请求信号端电连接，第一与或门111的第二输入端与握手信号生成单元14的应答反馈信号输出端电连接，第一与或门111的第三输入端与第一外部请求信号端电连接，第一与或门111的第四输入端与第一与或门111的输出端电连接，第一与或门111的输出端与仲裁单元12的输入端电连接，第一与或门111的输出端还与握手信号生成单元14的第一输入端电连接；第一与或门111用于接收第一请求信号。
57.第二与或门112的第一输入端与第二外部请求信号端电连接，第二与或门112的第二输入端与握手信号生成单元14的应答反馈信号输出端电连接，第二与或门112的第三输入端与第二外部请求信号端电连接，第二与或门112的第四输入端与第二与或门112的输出端电连接，第二与或门112的输出端与仲裁单元12的输入端电连接，第二与或门112的输出端还与握手信号生成单元14的第二输入端电连接；第二与或门112用于接收第二请求信号。
58.应注意，第一与或门111可以是两个标准的与门和一个标准的或门组合而成，即第一与或门111的第一输入端和第二输入端为一个与门的两个输入端，第一与或门111的第三输入端和第四输入端为另一个与门的两个输入端，两个与门的输出端是或门的两个输入端，即第一与或门111的第一输入端和第二输入端接收到的信号进行与逻辑运算，第一与或门111的第三输入端和第四输入端接收到的信号也要进行与逻辑运算，之后将两个与门的输出信号传输至或门进行或逻辑运算，可以理解的是，第二与或门112同理，此处不在赘述。
59.具体的，第一外部请求信号端用于输出第一请求信号，第一与或门111的第一输入端和第三输入端均用于接收第一请求信号，第一请求信号与有效状态的应答反馈信号进行逻辑与运算，第一请求信号还同时与第一与或门111的输出信号进行逻辑与运算，两次逻辑与运算的结果经过逻辑或运算后，同时输出至仲裁单元12的第一输入端和握手信号生成单元14。
60.第二外部请求信号端用于输出第二请求信号，第二与或门112的第一输入端和第三输入端均用于接收第二请求信号，第二请求信号与有效状态的应答反馈信号进行逻辑与运算，第二请求信号还同时与第二与或门112的输出信号进行逻辑与运算，两次逻辑与运算的结果经过逻辑或运算后，同时输出至仲裁单元12的第二输入端和握手信号生成单元14。
61.由此，按照与门以及或门的运算规则，只有当请求输入单元11接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，请求输入单元11传输的第一请求信号和第二请求信号才是有效的请求信号，否则，则请求输入单元11只能输出无效的请求信号。也就是说，在应答反馈信号为有效状态的情况下，有效的请求信号才能够通过请求输入单元11依次进入仲裁单元12和滤波单元13，继而输出有效的应答信号，以及，有效的请求信号可以直接通过请求输入单元11进入握手信号生成单元14，继而输出有效的请求前传信号。
62.在一种可能的实现方式中，如图1所示，仲裁单元12包括第一与非门121和第二与非门122，请求信号包括第一请求信号和第二请求信号。
63.第一与非门121的第一输入端与请求输入单元11的第一输出端电连接，第一输入端用于接收第一请求信号，第一与非门121的第二输入端与第二与非门122的输出端电连接，第一与非门121的输出端分别与滤波单元13对应的输入端以及第二与非门122的第一输入端电连接。第二与非门122的第二输入端与请求输入单元11的第二输出端电连接，第二输入端用于接收第二请求信号，第二与非门122的输出端还与滤波单元13对应的输入端电连接。第一与非门121和第二与非门122用于对第一请求信号和第二请求信号按照预设选通电
平进行仲裁处理，确定目标输出信号。
64.具体的，第一与非门121与第二与非门122互相耦合，第一与非门121接收到请求输入单元11的第一输出端输出的第一请求信号，同时与第二与非门122的输出信号进行逻辑与运算后，再进行逻辑或运算。第二与非门122接收到请求输入单元11的第二输出端输出的第二请求信号，同时与第一与非门121的输出信号进行逻辑与运算后，再进行逻辑或运算。应理解，第一与非门121与第二与非门122的输入信号经过逻辑运算后，第一与非门121与第二与非门122的输出信号为电平完全相反的输出信号，若预设高电平为目标电平，则确定高电平的输出信号为目标输出信号，低电平的输出信号为本轮仲裁中的无效输出信号，若预设低电平为目标电平，则确定低电平的输出信号为目标输出信号，高电平的输出信号为本轮仲裁中的无效输出信号。
65.在一种可能的实现方式中，如图1所示，滤波单元13包括第一或非门131、第一与门132、第二或非门133以及第二与门134，请求信号包括第一请求信号和第二请求信号，目标输出信号包括第一请求信号对应的第一目标输出信号和第二请求信号对应的第二目标输出信号。
66.第一或非门131的第一输入端与仲裁单元12的第一输出端电连接，第一或非门131的第二输入端与握手信号生成单元14的应答反馈信号输出端电连接，第一或非门131的输出端与第一与门132的第一输入端电连接，第一与门132的第二输入端与仲裁单元12的第二目标输出信号输出端电连接，第一与门132的输出端用于在目标输出信号为第一目标输出信号的情况下，输出第一应答信号。
67.第二或非门133的第二输入端与仲裁单元12的第二输出端电连接，第二或非门133的第二输入端与握手信号生成单元14的应答反馈信号输出端电连接，第二或非门133的输出端与第二与门134的第一输入端电连接，第二与门134的第二输入端与仲裁单元12的第一目标输出信号输出端电连接，第二与门134的输出端用于在目标输出信号为第二目标输出信号的情况下，输出第二应答信号。
68.具体的，第一或非门131是先对接收到的信号进行逻辑或运算后，再进行逻辑非运算，同理，第二或非门133也是先对接收到的信号进行逻辑或运算后，再进行逻辑非运算。第一与门132对第一或非门131的输出信号以及仲裁单元12输出的第二目标输出信号进行逻辑与运算后，输出第一应答信号。第二与门134对第二或非门133的输出信号以及仲裁单元12输出的第一目标输出信号进行逻辑与运算后，输出第二应答信号。
69.此外，或非门和与门可以为不用阈值的逻辑门。例如，当设置目标电平为低电平时，设置或非门为低阈值的标准单元或非门，设置与门为高阈值的标准单元与门。此时，低阈值的或非门能够将亚稳态电压看作高电平，高电平信号经过逻辑或运算和逻辑非运算后，输出无效的低电平。高阈值的与门可以延长亚稳态的解决时间，能够进一步降低亚稳态电压传出的概率，从而解决亚稳态问题。
70.在一种可能的实现方式中，如图1所示，握手信号生成单元14包括请求信号前传模块141和应答信号反馈模块142，其中，请求信号前传模块141的输入端与请求输入单元11的输出端电连接，请求信号前传模块141用于基于请求信号，输出请求前传信号。
71.应答信号反馈模块142的输出端分别与请求输入单元11的输入端以及滤波单元13的输入端电连接电连接，应答信号反馈模块142用于接收应答反馈信号，并将应答反馈信号
传输至请求输入单元11。
72.在一些实施例中，如图1所示，请求信号前传模块141包括或门，或门包括第一输入端、第二输入端和输出端，或门的第一输入端与请求输入单元11的第一输出端电连接，或门的第二输入端与请求输入单元11的第二输出端电连接。或门的输出端用于基于请求信号，输出请求前传信号。
73.具体的，或门是根据第一输入端和第二输入端接收的信号进行逻辑或运算后，输出请求前传信号。请求信号包括第一请求信号和第二请求信号，基于此，请求信号前传模块141能够根据第一请求信号和第二请求信号直接生成请求前传信号，进一步降低异步仲裁电路1的延时。
74.示例性的，或门的输出端可以与下一级所述异步仲裁电路1的请求输入单元11的输入端电连接，若当前的异步仲裁电路1为最后一级异步仲裁电路1时，或门的输出端直接与本级异步仲裁电路1的应答信号反馈模块142的输入端电连接。
75.在一些实施例中，如图1所示，应答信号反馈模块142包括非门，其中，非门包括输入端和输出端。非门的输出端与请求输入单元11的输入端电连接，非门的输出端还与滤波单元13的输入端电连接。非门的输入端用于接收应答反馈信号。
76.具体的，非门是将接收到的应答反馈信号进行逻辑非运算后，分别向请求输入单元11以及滤波单元13输出经过逻辑非运算后的应答反馈信号。示例性的，若将非门接收到的应答反馈信号当作第一应答反馈信号，将非门输出的应答反馈信号当作第二应答反馈信号，当第一应答反馈信号处于有效状态时，第二应答反馈信号也处于有效状态，当第一应答反馈信号处于无效状态时，第二应答反馈信号也处于无效状态。本实施例中，可以设置第一应答反馈信号为低电平时，处于有效状态。
77.示例性的，非门的输入端与可以与下一级异步仲裁电路1的滤波单元13的输出端电连接，若当前的异步仲裁电路1为最后一级异步仲裁电路1时，非门的输入端直接与请求信号前传模块141的输出端电连接。
78.本发明实施例还提供一种异步仲裁方法，应用于上述实施例中所述的异步仲裁电路1，所述异步仲裁方法包括：
79.请求输入单元11在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元12和握手信号生成单元14；
80.仲裁单元12对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；
81.滤波单元13对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；
82.握手信号生成单元14基于请求信号，输出请求前传信号。
83.与现有技术相比，本发明实施例提供的异步仲裁方法的有益效果与上述实施例中所述异步仲裁电路1的有益效果相同，此处不做赘述。
84.如图1和图2所示，本发明实施例还提供一种异步仲裁器，包括至少一级上述实施例中所述的异步仲裁电路1；
85.在异步仲裁器包括一级异步仲裁电路1的情况下，请求前传信号为应答反馈信号。
86.在异步仲裁器包括至少两级异步仲裁电路1的情况下，每级握手信号生成单元14输出的请求前传信号为下一级异步仲裁电路1对应的请求单元的请求信号，下一级异步仲
裁电路1对应的滤波单元13输出的应答信号为当前级异步仲裁电路1对应的应答反馈信号。
87.与现有技术相比，本发明实施例提供的异步仲裁器的有益效果与上述实施例中所述异步仲裁电路1的有益效果相同，此处不做赘述。
88.此外，如图1中所示的异步仲裁电路1由标准单元库中的逻辑门构成，其本身可以作为两输入的异步仲裁器，也可以与级联构成n输入的树形仲裁器。
89.示例性的，将图1中所示的异步仲裁电路1中的请求信号前传模块141和应答信号反馈模块142相连，即可形成一个两输入的异步仲裁器，即当前异步仲裁器中的请求前传信号为应答反馈信号，其工作过程如下：
90.初始状态时，第一请求信号req0，第二请求信号req1，第一应答信号ack0和第二应答信号ack1均为低电平，表示此时没有请求信号输入，第一请求信号req0和第二请求信号req1通过或门使得请求前传信号req和应答反馈信号ack也为低电平。
91.当第一请求信号req0和/或第二请求信号req1到来后，第一请求信号req0和/或第二请求信号req1变为1，此时ack为0，请求输入单元11的第一与或门111和/或第二与或门112打开，第一请求信号req0和/或第二请求信号req1进入仲裁单元12。
92.仲裁单元12的第一与非门121和第二与非门122对第一请求信号req0和第二请求信号req1进行仲裁处理，根据预设的目标电平，确定目标输入信号，即选择第一请求信号req0和第二请求信号req1中的一个请求信号，将其输出到滤波单元13。同时，第一请求信号req0和第二请求信号req1又会通过握手信号生成单元14的或门产生请求前传信号req，从而使得应答反馈信号ack变为1。
93.应答反馈信号ack一方面会关闭请求输入部分的第一与或门111和第二与或门112，避免有下一次的请求参与到此次的仲裁过程中，造成逻辑功能错误，另一方面会打开滤波单元13的第一或非门131和第二或非门133，成功产生第一应答信号ack0或第二应答信号ack1。
94.且，第一应答信号ack0或第二应答信号ack1经过低阈值的第一或非门131或第二或非门133，以及高阈值的第一与门132或第二与门134，将其中存在的亚稳态电压滤除，最终输出不含亚稳态电流的第一应答信号ack0或第二应答信号ack1。
95.接收到第一应答信号ack0或第二应答信号ack1后，相应的第一请求信号req0或第二请求信号req1被置为低电平，此时无需等待应答反馈信号ack置为低电平，被置为低电平的请求信号可以通过请求输入单元11、仲裁单元12以及滤波单元13直接将接收到的第一应答信号ack0或第二应答信号ack1置为低电平。至此完成一次仲裁过程，直到应答反馈信号ack被置为低电平后，才可以开始进行下一次仲裁。
96.当异步仲裁器包括至少两级异步仲裁器时，例如，如图2所示的四输入异步仲裁器，包括3个异步仲裁电路1。其中，第一级异步仲裁电路1包括cell-1和cell-2，第二级异步仲裁电路1包括cell-3。第一级异步仲裁电路1中的cell-1接收第一请求信号req0和第二请求信号req1，第一级异步仲裁电路1中的cell-2接收第三请求信号req2和第四请求信号req3。cell-1用于对第一请求信号req0和第二请求信号req1进行仲裁，cell-2用于第三请求信号req2和第四请求信号req3进行仲裁。同时，无需等待仲裁结果，cell-1和cell-2分别向第二级异步仲裁电路1中的cell-3输出请求前传信号req0和req1。cell-1输出的请求前传信号req0为第二级异步仲裁电路1中的cell-3接收的第一请求信号req0，cell-1接收的
应答反馈信号ack0为cell-3输出的第一应答信号ack0。同理，cell-2输出的请求前传信号req1为cell-3的接收的第二请求信号req1，cell-2接收的应答反馈信号ack1为cell-3输出的第二应答信号ack1。cell-3用于对接收到的第一请求信号req0和第二请求信号req1进行仲裁，选择其中一个请求信号，输出相应的应答信号，cell-1或cell-2接收到来自cell-3的应答信号ack0或ack1，从而产生对应请求输入的应答信号ack0或ack1或ack2或ack3，重复此过程，直到所有的输入的请求信号都被处理完成，请求信号被置为无效状态，相应的应答信号无需等待下一级的应答信号的反馈，可以直接被无效的请求信号置为无效状态，减少了整个仲裁过程中的延时。且由于第二级异步仲裁电路1中的cell-3为最后一级异步仲裁电路1，cell-3的请求前传信号模块的输出端直接与应答反馈模块的输入端电连接。
97.基于此，本发明实施例基于快速请求前传技术，握手信号生成单元14可以直接基于请求信号生成请求前传信号，直接将本级的请求传递到下一级，而无需等待本级仲裁完成后再进行传递，使得仲裁延时有较大的改善。基于快速应答反馈技术，应答信号可直接被请求信号拉低，而无需等待下一级的应答反馈信号，大大降低了仲裁的延时。
98.由上可知，本发明实施例提供的异步仲裁器中均使用标准单元库中的逻辑门进行设计，取代现有技术中使用模拟电路解决异步仲裁器中可能产生的亚稳态问题，通过主流的电子设计自动化(electronic designautomation，eda)工具就能完成电路的设计，使得异步仲裁器能够通过硬件描述语言verilog实现，在大规模的数字电路设计中简化了整个设计流程，也降低了电路的设计难度。同时，异步仲裁器内部还具有快速请求前传和快速应答反馈两个机制，有效的降低了多输入仲裁器的延时，改善了数字系统中的通讯性能。
99.尽管在此结合各实施例对本发明进行了描述，然而，在实施所要求保护的本发明过程中，本领域技术人员通过查看附图、公开内容、以及所附权利要求书，可理解并实现公开实施例的其他变化。在权利要求中，“包括”(comprising)一词不排除其他组成部分或步骤，“一”或“一个”不排除多个的情况。单个处理器或其他单元可以实现权利要求中列举的若干项功能。相互不同的从属权利要求中记载了某些措施，但这并不表示这些措施不能组合起来产生良好的效果。
100.尽管结合具体特征及其实施例对本发明进行了描述，显而易见的，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，可对其进行各种修改和组合。相应地，本说明书和附图仅仅是所附权利要求所界定的本发明的示例性说明，且视为已覆盖本发明范围内的任意和所有修改、变化、组合或等同物。显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

技术特征：

1.一种异步仲裁电路，其特征在于，包括：请求输入单元、仲裁单元、滤波单元以及握手信号生成单元，其中：所述请求输入单元分别和所述仲裁单元以及所述握手信号生成单元连接；所述仲裁单元和所述滤波单元连接；所述请求输入单元用于在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至所述仲裁单元和所述握手信号生成单元；所述仲裁单元用于对所述请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；所述滤波单元用于对所述目标输出信号通过滤波处理消除所述目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；所述握手信号生成单元用于基于所述请求信号，输出请求前传信号。2.根据权利要求1所述的异步仲裁电路，其特征在于，在所述滤波单元输出所述相应的应答信号后，所述相应的应答信号对应的当前请求信号被置为无效状态；所述请求输入单元还用于将所述当前请求信号依次通过所述仲裁单元和所述滤波单元，将所述当前请求信号对应的当前应答信号置为无效状态，直至所述应答反馈信号处于所述有效状态。3.根据权利要求1所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述请求输入单元包括第一与或门和第二与或门，所述请求信号包括第一请求信号和第二请求信号，其中：所述第一与或门的第一输入端与第一外部请求信号端电连接，所述第一与或门的第二输入端与所述握手信号生成单元的应答反馈信号输出端电连接，所述第一与或门的第三输入端与所述第一外部请求信号端电连接，所述第一与或门的第四输入端与所述第一与或门的输出端电连接，所述第一与或门的输出端与所述仲裁单元的输入端电连接，所述第一与或门的输出端还与所述握手信号生成单元的第一输入端电连接；所述第一与或门用于接收所述第一请求信号；所述第二与或门的第一输入端与第二外部请求信号端电连接，所述第二与或门的第二输入端与所述握手信号生成单元的应答反馈信号输出端电连接，所述第二与或门的第三输入端与所述第二外部请求信号端电连接，所述第二与或门的第四输入端与所述第二与或门的输出端电连接，所述第二与或门的输出端与所述仲裁单元的输入端电连接，所述第二与或门的输出端还与所述握手信号生成单元的第二输入端电连接；所述第二与或门用于接收所述第二请求信号。4.根据权利要求1所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述仲裁单元包括第一与非门和第二与非门，所述请求信号包括第一请求信号和第二请求信号，其中：所述第一与非门的第一输入端与所述请求输入单元的第一输出端电连接，所述第一输入端用于接收所述第一请求信号，所述第一与非门的第二输入端与所述第二与非门的输出端电连接，所述第一与非门的输出端分别与所述滤波单元对应的输入端以及所述第二与非门的第一输入端电连接；所述第二与非门的第二输入端与所述请求输入单元的第二输出端电连接，所述第二输入端用于接收所述第二请求信号，所述第二与非门的输出端还与所述滤波单元对应的输入端电连接；所述第一与非门和所述第二与非门用于对所述第一请求信号和所述第二请求信号按
照预设选通电平进行仲裁处理，确定所述目标输出信号。5.根据权利要求1所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述滤波单元包括第一或非门、第一与门、第二或非门以及第二与门，所述请求信号包括第一请求信号和第二请求信号，所述目标输出信号包括所述第一请求信号对应的第一目标输出信号和所述第二请求信号对应的第二目标输出信号，其中：所述第一或非门的第一输入端与所述仲裁单元的第一输出端电连接，所述第一或非门的第二输入端与所述握手信号生成单元的应答反馈信号输出端电连接，所述第一或非门的输出端与所述第一与门的第一输入端电连接，所述第一与门的第二输入端与所述仲裁单元的第二目标输出信号输出端电连接，所述第一与门的输出端用于在所述目标输出信号为所述第一目标输出信号的情况下，输出第一应答信号；所述第二或非门的第二输入端与所述仲裁单元的第二输出端电连接，所述第二或非门的第二输入端与所述握手信号生成单元的应答反馈信号输出端电连接，所述第二或非门的输出端与所述第二与门的第一输入端电连接，所述第二与门的第二输入端与所述仲裁单元的第一目标输出信号输出端电连接，所述第二与门的输出端用于在所述目标输出信号为所述第二目标输出信号的情况下，输出第二应答信号。6.根据权利要求1所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述握手信号生成单元包括请求信号前传模块和应答信号反馈模块，其中：所述请求信号前传模块的输入端与所述请求输入单元的输出端电连接，所述请求信号前传模块用于基于所述请求信号，输出所述请求前传信号；所述应答信号反馈模块的输出端分别与所述请求输入单元的输入端以及所述滤波单元的输入端电连接，所述应答信号反馈模块用于接收所述应答反馈信号。7.根据权利要求6所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述请求信号前传模块包括或门，所述或门包括第一输入端、第二输入端和输出端，所述或门的第一输入端与所述请求输入单元的第一输出端电连接，所述或门的第二输入端与所述请求输入单元的第二输出端电连接；所述或门的输出端用于基于所述请求信号，输出所述请求前传信号。8.根据权利要求6所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述应答信号反馈模块包括非门，其中，所述非门包括输入端和输出端；所述非门的输出端与所述请求输入单元的输入端电连接，所述非门的输出端还与所述滤波单元的输入端电连接；所述非门的输入端用于接收所述应答反馈信号。9.一种异步仲裁方法，应用于权利要求1-8任一项所述的异步仲裁电路，其特征在于，所述异步仲裁方法包括：所述请求输入单元在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至所述仲裁单元和所述握手信号生成单元；所述仲裁单元对所述请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；所述滤波单元对所述目标输出信号通过滤波处理消除所述目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；所述握手信号生成单元基于所述请求信号，输出请求前传信号。
10.一种异步仲裁器，其特征在于，包括至少一级权利要求1至8任一项所述的异步仲裁电路；在所述异步仲裁器包括一级所述异步仲裁电路的情况下，所述请求前传信号为所述应答反馈信号；在所述异步仲裁器包括至少两级所述异步仲裁电路的情况下，每级所述握手信号生成单元输出的所述请求前传信号为下一级所述异步仲裁电路对应的请求单元的请求信号，下一级所述异步仲裁电路对应的滤波单元输出的应答信号为当前级所述异步仲裁电路对应的应答反馈信号。

技术总结

本发明公开一种异步仲裁电路、异步仲裁方法及异步仲裁器，涉及通信技术领域，以解决现有技术中异步仲裁器会出现亚稳态问题，导致电路逻辑出现错误，从而对系统的稳定性产生负面影响问题。所述异步仲裁电路包括请求输入单元、仲裁单元、滤波单元以及握手信号生成单元。请求输入单元用于在接收到的应答反馈信号为有效状态的情况下，将请求信号分别传输至仲裁单元和握手信号生成单元；仲裁单元用于对请求信号进行仲裁处理，确定目标输出信号；滤波单元用于对目标输出信号通过滤波处理消除目标输出信号中对应的亚稳态电压后，输出相应的应答信号；握手信号生成单元用于基于请求信号，输出请求前传信号。输出请求前传信号。输出请求前传信号。