原创 WISHBONE总线解析

      WISHBONE为我们提供了灵活的连接结构，使我们能非常容易的定制自己的所需用途。它通过提供标准的数据交换协议，使

用户非常方便进行TEAMWORK，把系统组件化，增加了模块的重用性。节省了二次开发的时间。
      WISHBONE地址和数据位都是32位（如果小于32位也可以这行通信），最多可以连接8个主设备，16个从设备，当多个主设

备申请控制时，通过仲裁机制决定什么时候哪个主设备能访问共享总线。

WISHBONE具有灵活的可变性连接方式，允许系统通过四种不同的方式实现IP CORES之间的互联：
一。点到点连接方式（point-to-point interconnection）
      这是IP CORES之间最简单的连接方式，只需要一主一从两个IP CORES之间进行数据通信，例如，主设备可以是微处理器

IP CORE ,从设备可以使串口的I/O PORT.

二。数据流连接方式（data flow interconnection）
      这种连接方式用于数据以时序的方式进行处理。一些时候，这种方式可用作流水线作业。比如下图三个IP CORES都是实现浮

点运算，假设它们工作的时间都相同，这样三个IP CORES互联在一起，可以实现高速的类似并行化的时序操作，使处理数据的

时间节省三分之二。

三。共享总线的连接方式（share bus interconnection）
      这种方式通常用于两个或以上主设备和一个或以上从设备之间的互联，仲裁机制决定什么时候哪个主设备能够访问总线，
这种连接方式的主要优点是结构紧凑，能够用较少的逻辑资源去实现相关结构。缺点是：每次只能有一个主设备访问总线，

其他的主设备在总线忙时只能处于等待状态，降低了数据传输的速度。这种共享总线的连接方式我们可以在一些标准的总线

中看到，例如PCI,VMEbus。

四，交叉开关连接方式（crossbar switch interconnection）
     这种连接方式主要用于两个或以上主设备和两个或以上从设备之间进行数据传递。由仲裁机制决定哪个主设备可以访问指定
的从设备。和共享总线连接方式不同的是，这种连接方式允许一个以上主设备同时进行通信，只要两个主设备不同时访问相同

的从设备就可以。例如：RACEway,SKY Channel,Myrinet都是基于此结构。
 注意：这种连接方式比共享总线连接方式数据传送速度快很多，但需要更多的资源来实现这种连接。

五。片外连接方式（off-chip interconnection）

     这种方式可以用以上四种基本连接方式实现。

仲裁机制

     仲裁机制（arbiter）的实现原理是通过循环共享的方式（a round robin arbiter），使每个主设备具有相同的优先权。

仲裁机制的时间其实就是一个状态机，通过八种状态决定那个主设备访问总线。部分代码如下：

Code
  1 (state)  // synopsys parallel_case full_case
  2     grant0:
  3  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
  4  if(!req[0] )
  5     begin
  6   if(reqalways@(state or req )
  7   begin
  8 next_state = state; // Default Keep State
  9 case[1]) next_state = grant1;
 10   else
 11   if(req[2]) next_state = grant2;
 12   else
 13   if(req[3]) next_state = grant3;
 14   else
 15   if(req[4]) next_state = grant4;
 16   else
 17   if(req[5]) next_state = grant5;
 18   else
 19   if(req[6]) next_state = grant6;
 20   else
 21   if(req[7]) next_state = grant7;
 22     end
 23     grant1:
 24  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
 25  if(!req[1] )
 26     begin
 27   if(req[2]) next_state = grant2;
 28   else
 29   if(req[3]) next_state = grant3;
 30   else
 31   if(req[4]) next_state = grant4;
 32   else
 33   if(req[5]) next_state = grant5;
 34   else
 35   if(req[6]) next_state = grant6;
 36   else
 37   if(req[7]) next_state = grant7;
 38   else
 39   if(req[0]) next_state = grant0;
 40     end
 41     grant2:
 42  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
 43  if(!req[2] )
 44     begin
 45   if(req[3]) next_state = grant3;
 46   else
 47   if(req[4]) next_state = grant4;
 48   else
 49   if(req[5]) next_state = grant5;
 50   else
 51   if(req[6]) next_state = grant6;
 52   else
 53   if(req[7]) next_state = grant7;
 54   else
 55   if(req[0]) next_state = grant0;
 56   else
 57   if(req[1]) next_state = grant1;
 58     end
 59     grant3:
 60  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
 61  if(!req[3] )
 62     begin
 63   if(req[4]) next_state = grant4;
 64   else
 65   if(req[5]) next_state = grant5;
 66   else
 67   if(req[6]) next_state = grant6;
 68   else
 69   if(req[7]) next_state = grant7;
 70   else
 71   if(req[0]) next_state = grant0;
 72   else
 73   if(req[1]) next_state = grant1;
 74   else
 75   if(req[2]) next_state = grant2;
 76     end
 77     grant4:
 78  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
 79  if(!req[4] )
 80     begin
 81   if(req[5]) next_state = grant5;
 82   else
 83   if(req[6]) next_state = grant6;
 84   else
 85   if(req[7]) next_state = grant7;
 86   else
 87   if(req[0]) next_state = grant0;
 88   else
 89   if(req[1]) next_state = grant1;
 90   else
 91   if(req[2]) next_state = grant2;
 92   else
 93   if(req[3]) next_state = grant3;
 94     end
 95     grant5:
 96  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
 97  if(!req[5] )
 98     begin
 99   if(req[6]) next_state = grant6;
100   else
101   if(req[7]) next_state = grant7;
102   else
103   if(req[0]) next_state = grant0;
104   else
105   if(req[1]) next_state = grant1;
106   else
107   if(req[2]) next_state = grant2;
108   else
109   if(req[3]) next_state = grant3;
110   else
111   if(req[4]) next_state = grant4;
112     end
113     grant6:
114  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
115  if(!req[6] )
116     begin
117   if(req[7]) next_state = grant7;
118   else
119   if(req[0]) next_state = grant0;
120   else
121   if(req[1]) next_state = grant1;
122   else
123   if(req[2]) next_state = grant2;
124   else
125   if(req[3]) next_state = grant3;
126   else
127   if(req[4]) next_state = grant4;
128   else
129   if(req[5]) next_state = grant5;
130     end
131     grant7:
132  // if this req is dropped or next is asserted, check for other req's
133  if(!req[7] )
134     begin
135   if(req[0]) next_state = grant0;
136   else
137   if(req[1]) next_state = grant1;
138   else
139   if(req[2]) next_state = grant2;
140   else
141   if(req[3]) next_state = grant3;
142   else
143   if(req[4]) next_state = grant4;
144   else
145   if(req[5]) next_state = grant5;
146   else
147   if(req[6]) next_state = grant6;
148     end
149 endcase
150   end