Verilog固定优先级仲裁器——Fixed Priority Arbiter

1.原理

仲裁器主要用于当多个source发出请求时，根据一定的规则，来选择响应哪一个source。

固定优先级，就是每个source的优先级是提前分配好的，是固定的。

比如说source有6个，编号分别为0、1、2、3、4、5，优先级依次减小。那么当3号发出请求时，就无视4号、5号，响应3号的请求。同样的，当0号发出请求时，就响应0号，无视1-5号是否发出了请求。

2.实现方法

我们用rtl实现一下，interface如下：

port name	bit width	I/O type	description
req	6	input	每bit代表每个source发出的请求
grant	6	output	每bit代表给每个source的请求的响应

实现代码如下：

module fixed_arb
(
input   [5:0]   req,
output  [5:0]   grant
);
wire    [5:0] req_sub_one;
assign  req_sub_one = req - 1'b1;assign   grant = req & (~req_sub_one);
endmodule

假设我们有2个source同时发出请求，req = 6'b001100

那么req_sub_one = 6'b001011 最低bit（优先级最高）取反

~req_sub_one = 6'110100 除最高优先级外，其余bit为0

grant = 6'b000100

以上是基于bit位最低的优先级最高，随bit位升高，优先级依次降低。若想要灵活配置最高优先级要如何实现？

module appoint_first_priority_arb
(
input   [5:0]   req,
input   [5:0]   first_priority,
output  [5:0]   grant
);
wire    [6*2-1:0]   double_req = {req,req};
wire    [6*2-1:0]   req_sub_first_priority = double_req - first_priority;
wire    [6*2-1:0]   double_grant = double_req & (~req_sub_first_priority);assign   grant = double_grant[5:0] | double_grant[11:6];endmodule

first_priority为独热码，为1的位置表示该模块的优先级最高，其左侧为次高，向左优先级依次下降。当到最左侧bit时，转到最右侧bit，再依次向左优先级下降，直到bit为1的位置的相邻右边bit，其优先级最低。

举例：

first_priority = 6‘b000100;

那么优先级req[2]>req[3]>req[4]>req[5]>req[0]>req[1]

double_req是对req的扩展，因为first_priority的值有可能大于req。

固定优先级的种类有很多，可以根据需求进行编码。

仲裁器进阶：

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Verilog权重轮询仲裁器设计——Weighted Round Robin Arbiter_weixin_42330305的博客-CSDN博客

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