棋子 · 2023年10月17日

IC设计:一种简单超时机制

1.超时判断机制  

在设计中,为了增加异常处理能力,保证设备的正常运行,常常需要进行超时判断。

如下图,当master发起mem读请求后,收到读返回数据时,进行超时判断,如果超时,则数据丢弃,如果没有超时,则数据正常接收。

2.超时机制实现

如果在数据发送过程中,发送者向接收者发送数据,通常需要接收者通知发送者自身是否可以接收数据

采用一个公共的32bit clk_cnt作为时间基准,根据不同的超时精度,采用32bit中的连续2bit,1GHz时钟,每个周期1n,例如采用clk_cnt[20:19],可以记录2^21ns级别的精度,即2ms级别的时间精度。

本文中master能够发起256个outstanding(未完成)请求,req_id[7:0]从0到255,且工作时钟clk为1Ghz,发起的mem读请求,且在1us后都没有收到数据,则认为超时。

步骤1:master发起mem_rd请求时,以req_id作为地址,将clk_cnt[20:19]作为data,写入256x2 1r1w_ram中。

步骤2:当master收到读返回数据时,以req_id作为地址从ram中读取data,记作clk_cnt_record

步骤3:提取当前时刻clk_cnt[20:19],记录为clk_cnt_now,如果clk_cnt_now-clk_cnt_record 的绝对值大于1,则表示超时。

案例:

clk_cnt_record 为 10,clk_cnt_now为00,则表示超时。

clk_cnt_record 为 10,clk_cnt_now为11,则认为不超时。

         
image.png

3.特点说明  

优点:此类设计比较简单,所需的逻辑资源较少,并且可以调节超时时间精度。

缺点:

l如果超时时间过长,已经从clk_cnt_record翻转了一圈再返回时,则无法判断是否为超时。即clk_cnt_record(10)-->11-->00-->01-->10-->11(clk_cnt_now),实际已超时,但是判断为没有超时。

l没有读返回数据时,无法判断是否超时。

作者:IC小鸽
文章来源:IC的世界

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