共享總線片上系統(tǒng)中，仲裁器是必不可少的

在存在多個主設備的共享總線片上系統(tǒng)中，仲裁器是必不可少的。它決定哪個主設備可以使用總線。所有的主設備通過置高CYC_O信號向仲裁器請求使用總線，仲裁器則根據用戶自定義的優(yōu)先級算法確定哪個主設備可以使用總線。仲裁器的輸出信號GNT0～GNTN(或者同時輸出更加簡潔的GNT()信號作為選擇器的輸入，如圖24中的例子)對應N個不同的主設備。GNT[N-1…0]用于選擇器的選擇輸入端，以選擇各主設備和從設備對應的輸入信號。需要指出，二輸入與門是最簡單的選擇器，它或者選擇一個信號，或者一個信號也不選。

優(yōu)先級算法最常用的是循環(huán)優(yōu)先級(Round robin)和固定優(yōu)先級相結合。所謂循環(huán)優(yōu)先級是指各個主設備的優(yōu)先級安排按照FIFO的方式組織，排到隊頭的主設備先使用總線，使用完總線后該主設備被插入到FIFO的隊尾。

常見的片上系統(tǒng)的主設備包括一個處理器，一個液晶顯示屏控制器，若干DMA引擎。一般地，液晶顯示屏控制器的優(yōu)先級固定是最高的，DMA引擎的優(yōu)先級次之，而處理器的優(yōu)先級最低。與此同時，處理器是缺省的主設備，也就是說，當沒有其他主設備申請使用總線時，總線的使用權歸處理器。DMA引擎存在多個，它們之間采用循環(huán)優(yōu)先級，表示它們在系統(tǒng)中具有同等的地位。高優(yōu)先級的主設備使用一次總線只完成一次單次操作或者塊操作，然后釋放總線，并試圖再次獲得總線。這樣做的目的是讓出總線給其他主設備插入更加重要的操作。一次塊操作的子操作次數的典型值為4或者8，只在特殊情況下才使用16或者更大。

因而，Wishbone共享總線示例中的仲裁器可以設計如下：

//CYC0 is the default master, but it has lower priority.

module arbiter2M2S(

input CLK,input RST, input CYC0,input CYC1,

output reg GNT0,output reg GNT1,output CYC);

always @(posedge CLK or posedge RST)

begin

if(RST)

{GNT0,GNT1}<=2'b10;

if(CYC1 & !CYC0)

{GNT0,GNT1}<=2'b01;

else if(!CYC1)

{GNT0,GNT1}<=2'b10;

end

assign CYC=GNT1?CYC1:CYC0;

endmodule