IC设计：Verilog是如何实现RR轮询调度的？

1、RR轮询调度？

在设计中，我们经常会用到RR（Round-Robin,RR）轮询调度，用于保证在一个时间段内的多个请求信号都能得到公平响应。

如下所示：输入rr_req[3:0]为4个请求信号，输出rr_grant[3:0]为4请求信号对应的4个响应信号：rr_req[n]表示第n请求申请响应，rr_grant[n]为1表示第n个请求被响应。如表所示，T1周期，所有请求均有效，首先响应低bit的请求，所以rr_grant[0]=1。T3周期，请求rr_req[0]有效，但是在T2时刻中被响应（rr_grant[1]=1），因此此次不再响应，而是响应rr_req[2]，所以rr_grant[2]=1.

时钟周期	请求信号rr_req[3:0]	请求响应rr_grant[3:0]
0	4’b0000	4’b0000
1	4’b1111	4’b0001
2	4’b1110	4’b0010
3	4’b1101	4’b0100
4	4’b1011	4’b1000

2、Verilog是如何实现RR轮询调度的？

在verilog实现中，仅仅采用简单的组合逻辑和寄存器就可以实现rr轮询调度，不需要状态机等设计。

基本原理是锁存上一次输出请求响应rr_grant[3:0]，并且生成相应的有效位rr_mask[3:0]，从(rr_valid[3:0]&rr_mask[3:0])  和  rr_valid[3:0]&(~rr_mask[3:0]) 选取不为0的作为获得rr_grant_tmp，rr_grant_tmp再经过组合逻辑并且取最低有效位。此处mask中1表示请求有效。

A	B	C	D	E	F	G
时间顺序	请求信号rr_req[3:0]	pre_rr_result（rr_grant[3:0]的打拍锁存值）	rr_mask	~rr_mask 生成有效位	rr_grant_tmp B&D or B&E，取其中不为0的	请求响应rr_grant[3:0]
0	4’b0000	4’b0000	4’b1111	4’b0000	4’b0000	4’b0000
1	4’b1111	4’b0000	4’b1111	4’b0000	4’b1111	4’b0001
2	4’b1110	4’b0001	4’b0001	4’b1110	4’b1110	4’b0010
3	4’b1101	4’b0010	4’b0011	4’b1100	4’b1100	4’b0100
4	4’b1011	4’b0100	4’b0111	4’b1000	4’b1000	4’b1000

B列：为请求信号rr_req[3:0]

C列：pre_rr_result 为模块内部锁存的上一拍rr_grant[3:0]，即寄存器锁存打拍

D列：rr_mask为pre_rr_result经过组合逻辑得到的掩码，rr_mask= {pre_rr_result[2:0],pre_rr_result[3]}-1’b1

E列：~rr_mask为pre_rr_result经过组合逻辑得到的掩码，rr_mask=~（ {pre_rr_result[2:0],pre_rr_result[3]}-1’b1）

F列：rr_grant_tmp为B&D or B&E，取其中不为0的

G列：rr_grant_tmp经过组合逻辑输出最低有效位：(~rr_grant_tmp+1’b1)&rr_grant_tmp

审核编辑：刘清