【博文连载】Wishbone总线周期之RMW操作

在操作系统中，有一种重要的进程间的同步机制称作信号量机制。信号量即当前可用资源的计数。信号量是一个用来实现同步的整型或记录型(Record)变量，除了初始化外，对它只能执行等待和释放这两种原子操作。一次对信号量的等待操作是获得信号量的过程，读取当前信号量的值，如果发现有可利用资源，则将信号量减1，否则进入等待状态。一次对信号量的释放过程即将信号量加1。一个进程对信号的读取、计算新的信号量值、更新信号量的值，这三个步骤是不允许被其他进程打破的，如果被打破，则信号量的值将会发生错误，RMW操作的最大用途在于信号量操作。 当然，用户也可以将总线精简为不支持RWM操作。

一次RMW操作对于总线来说，本质上是两次子操作，一次读，一次写，只不过这两次子操作必须由同一个主设备的完成，且读数据和写数据的地址相同。"改"是不发生在总线上的，它发生在主设备内部。一个RMW操作的例子如图19所示，其过程如下：

时钟上升沿0：

·主机将有效地址置于ADR_O()和TGA_O()；

·主机将WE_O复位，以表明进入读周期；

·主机输出SEL_O()（bank select）表明其操作的数据地址；

·主机将CYC_O和TGC_O()置位，以表明周期的开始；

·主机将STB_O置位。

注意：主机可以在时钟上升沿1到来之前的任意时间将CYC_O和TGC_O()置位，而TAGN_O信号是可选的。

时钟上升沿1（SETUP）：

·从机解码输入，并对ACK_I的置位做出响应；

·从机将有效数据置于DAT_I()和TGD_I()上；

·主机监控ACK_I信号，并准备锁存DAT_I()和TGD_I()上的信号；

时钟上升沿1：

·主机锁存DAT_I()和TGD_I()上的数据；

·主机将STB_O复位，以插入一个等待周期（-WSW-）。

时钟上升沿2（SETUP）：

·从机将ACK_I复位以响应STB_O信号；

·主机将WE_O置位，以表明进入写周期。

注意：实际上主机可以在本过程之前插入任意多个周期。

时钟上升沿2：

·主机将写数据置于DAT_O()和TGD_O()上；

·主机输出SEL_O()（bank select）表明其操作的数据地址；

·主机置位STB_O信号。

时钟上升沿3（SETUP）：

·从机解码输入，并响应ACK_I的置位；

·从机准备锁存DAT_O()和TGD_O()上的数据；

·主机监控ACK_I信号，并准备结束数据段（phase）传输。

注意：实际上从机可以在本过程之前插入任意多个周期。

时钟上升沿3：

·从机将DAT_O()和TGD_O()上的数据锁存；

·主机复位STB_O和CYC_O信号，以表明本周期的结束；

·从机将ACK_I信号复位，以响应STB_O信号的复位。

图19 RWM周期