具体实施方式

在下文中，将参考附图描述实施例和示例。然而，在以下描述中，相同的组件可以由相同的附图标记表示，并且可以省略其重复的描述。顺便提及，为了使说明清楚，附图可以示意性地表示与实际实施例相比的每个部分的宽度、厚度和形状等，但这仅是示例，并且不限制本公开的解释。。

在该说明书中，“主机”和“从机”分别意味着“主设备/电路”和“从设备/电路”。

首先，将参考图1和图2来描述实施例。图1是根据实施例的半导体设备的配置的概念图。图2是示出根据图1中所示出的半导体设备的传输量来切换优先级的图像的示图。

如图1中所示出的，根据实施例的半导体设备10包括连接到总线100的第一主机(MSTR_1)101、第二主机(MSTR_1)102、第一从机(SLV_1)103和第二从机(SLV_2)104。第一主机(MSTR_1)101例如是诸如图像处理控制器的设备，该设备被要求逐单位时间地处理分组。第一从机(SLV_1)103是诸如SRAM的存储器设备，第一主机101接入该存储器设备以逐单位时间地执行分组处理。第二主机(MSTR_2)102是诸如CPU和DMAC的设备。第二从机(SLV_2)104是除了第一从机103之外的从机。半导体设备10还包括仲裁电路(ARBT)105和优先级生成电路(PRG)110。优先级生成电路110生成优先级。仲裁电路105基于优先级向总线100发出使用许可。

如图2中所示出的，优先级生成电路110根据传输量来切换总线接入的优先级如下：

(1)优先处理第一主机101和第一从机(SLV_1)103的传输，直到完成传输的恒定量(TH)；以及

(2)在完成传输的恒定量(TH)之后，优先处理除第一主机101和第一从机(SLV_1)103之外的路径的传输。

顺便提及，如图2中所示出的，以上(2)的传输的周期在单位时间内跟随以上(1)的传输的周期，使得当以上(1)的传输的周期变长时，以上(2)的传输的周期变短。

实施例的半导体设备中的两个或更多个主机经由总线接入从机。半导体设备包括：优先级生成电路，根据主机和特定从机之间的传输量来生成优先级；以及仲裁电路，当接入的竞争发生时根据优先级执行仲裁。这里，特定从机基于诸如地址或安全性信息的接入属性信息来指定。根据实施例，主机导致与特定从机一起必定执行传输的恒定量。

(第一示例)

将参考图3描述根据第一示例的半导体设备的配置。图3是示出根据第一示例的半导体设备的配置的框图。

半导体设备10包括在一个半导体芯片中的第一主机(MSTR_1)101、第二主机(MSTR_2)102、第一从机(SLV_1)103和第二从机(SLV_2)104。半导体设备10还包括在半导体芯片上的总线100、仲裁电路(ARBT)105和优先级生成电路(PRG)110。这里，归因于传输量的优先级控制在第一主机101和作为特定从机的第一从机103之间执行。

第一主机101和第二主机102输出接入请求信号(ARS)以请求对仲裁电路105的接入。相反，仲裁电路105向第一主机101或第二主机102发出接入许可信号(APS)。授予使用许可的第一主机101或第二主机102经由总线100接入第一从机103或第二从机104。许可接入的第一主机101将地址(ADR)作为总线协议信号、指示与从机一起传输的信号(TR)以及传输大小信息(TS)输入优先级生成电路110。优先级生成电路110生成优先级并且将其输入到仲裁电路105中。

在下文中，将描述优先级生成电路110中的电路配置、其操作以及仲裁电路105的操作。

优先级生成电路110包括区域确定电路(AJC)111、循环计数器(C_CNTR)112、传输量计数器(T_CNTR)113、阈值确定电路(TJC)114和优先级确定电路(PJC)115。

区域确定电路111基于第一从机103的传输地址(ADR)以及开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)来确定传输地址(ADR)是否指示第一从机103的地址。这里，传输地址(ADR)是当第一主机101执行到从机的传输时的地址信息。另外，第一从机103的开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)是固定值。即，区域确定电路111将传输地址(ADR)与第一从机103的开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)进行比较，并且确定是否满足以下条件：

S_ADR≤ADR≤E_ADR。

当传输地址(ADR)指示第一从机103的地址并且作为另一输入的传输期间信号(TR)被断言时，区域确定电路111断言使能信号(EN)。然而，开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)的集合在数目上可以是两个或更多个。

顺便提及，可以仅设置开始地址(S_ADR)，并且以下可以被用作使能信号(EN)的断言条件：

S_ADR≤ADR

另外，可以仅设置结束地址(E_ADR)，并且以下可以被用作使能信号(EN)的断言条件：

ADR≤E_ADR。

循环计数器(C_CNTR)112将从循环设置寄存器(CSR)116输入的统一单位循环数目(UC)预先设置为计数器的初始值。此后，循环计数器112通过使能信号(EN)的第一断言开始递减计数，该使能信号(EN)是另一输入信号。当计数值变为0时，循环计数器112在下一循环中再次预先设置统一单位循环数目，并且重复递减计数。每当计数值变为0时，循环计数器112重复断言计数结束标志(CEND)。这使得可以掌握单位时间已消逝。

每当使能信号(EN)被断言时，传输量计数器113基于传输大小信息(TS)使计数器递增传输的数据量。然后，传输量计数器113将计数器的值作为传输量(TV)输出。当作为另一输入信号的计数结束标志(CEND)被断言时，传输量计数器113将计数值初始化为0。

阈值确定电路(TJC)114将传输量(TV)与由阈值设置寄存器(TSR)117设置的阈值(TH)进行比较，并且在传输量(TV)小于阈值(TH)时断言阈值确定信号(TJS)。

当使能信号(EN)和阈值确定信号(TJS)均被断言时，优先级确定电路115将指示第一主机101的优先级为高的“1”输出作为优先级(PRTY)。当使能信号(EN)和阈值确定信号(TJS)中的一个或两者被否定时，优先级确定电路115将指示第一主机101的优先级为低的“0”输出作为优先级(PRTY)。

当第一主机101和第二主机102同时向相同从机发出接入请求时，仲裁电路105执行仲裁。当对第一从机(SLV_1)103的接入是竞争性的并且输入信号的优先级(PRTY)为“1”时，仲裁电路105优先向第一主机101发出接入许可。当优先级(PRTY)为“0”时，仲裁电路105向第二主机102发出接入许可或通过轮循(round robin)方法发出接入许可。这里，在轮循方法中，接入许可被发出给第一主机101和第二主机102中最近没有使用总线的主机。在对第二从机(SLV_2)104的接入是竞争性的时，仲裁通过轮循方法或固定优先级方法来执行。

接下来，将参照图4和图5描述半导体设备10的操作。图4是示出第一示例中的地址映射的示图。图5是用于说明优先级生成电路的操作的时序图。

如图4中所示，0x0000_0000至0x0FFF_FFFF被设置给第一从机(SLV_1)103的地址，并且0x1000_0000至0x1FFF_FFFF被设置给第二从机(SLV_2)104的地址。基于该地址映射，下面将针对图5中所示的每个时间(t)描述操作。顺便提及，通过控制整个半导体设备10的CPU等，循环设置寄存器116预先被设置为“10”作为统一单位循环数目(UC)。“20”在阈值设置寄存器117中被设置为阈值(TH)。

[时间(t0)]

第一从机(SLV_1)103的开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)以固定值被输入到区域确定电路111。统一单位循环数目(UC)通过循环设置寄存器116被设置为“10”，并且“10”被预先设置给循环计数器112。另外，阈值(TH)通过阈值设置寄存器117被设置为“20”到传输量计数器114。由于传输量计数器113的计数值在初始状态中为“0”，并且阈值为“20”或以下，因此阈值确定电路114生成“1”作为阈值确定信号(TJS)。由于使能信号(EN)被否定，因此优先级确定电路115将“0”设置作为优先级(PRTY)。

[时间(t1-t2)]

第一主机101开始传输并且断言传输期间信号(TR)。开始地址(S_ADR)为0x0000_0000，结束地址(E_ADR)为0x0FFF_FFFF，并且传输地址(ADR)为0x000_1000。因此，由于传输地址(ADR)指示第一从机(SLV_1)103，所以区域确定电路111断言使能信号(EN)。通过断言第一使能信号(EN)，循环计数器112开始10次递减计数。另外，传输量计数器113在断言使能信号(EN)时根据传输大小信息(TS)递增“4”。由于传输量(TV)为“4”并且阈值为“20”或以下的值，因此阈值确定电路114生成“1”作为阈值确定信号(TJS)。由于使能信号(EN)被断言，因此优先级确定电路115将“1”设置作为优先级(PRTY)。

[时间(t2-t3)]

第一主机101将传输地址(ADR)改变为0x1000_FFFF。由于该传输地址(ADR)大于结束地址(E_ADR)的0x0FFF_FFFF，因此区域确定电路111否定使能信号(EN)。这使传输量计数器113的计数停止。另外，优先级确定电路115将优先级(PRTY)切换为“0”。

[时间(t4-t5)]

第一主机101再次将传输地址(ADR)改变为0x0000_FFFF。由于该传输地址(ADR)指示第一从机(SLV_1)103，所以区域确定电路111断言使能信号(EN)。因此，传输量计数器113重新开始计数，并且传输量计数器113递增“4”。由于传输量(TV)为“12”，该“12”是小于阈值的“20”的值，因此阈值确定电路114生成“12”作为阈值确定信号(TJS)。由于使能信号(EN)被断言，因此优先级确定电路115将优先级(PRTY)切换为“1”。

[时间(t5-t6)]

由于传输量(TV)为“24”，该“24”是大于阈值的“20”的值，因此阈值确定电路114生成“0”作为阈值确定信号(TJS)。优先级确定电路115将优先级(PRTY)设置为“0”，而不管使能信号(EN)的值如何。

[时间(t6-t7)]

由于循环计数器112的计数值已变为“0”，因此循环计数器112断言计数结束标志(CEND)。

[时间(t7-t8)]

传输量计数器113通过断言计数结束标志(CEND)来复位。由于传输量(TV)为“0”，该“0”是小于阈值的“20”的值，因此阈值确定电路114生成“1”作为阈值确定信号(TJS)。另外，单位循环数目(UC)的“10”再次在循环计数器112中被预先设置，并且循环计数器112开始递减计数。

[时间(t8-t9)]

第一主机101将传输地址(ADR)改变为0x0200_0000。由于该传输地址(ADR)指示第一从机(SLV_1)103，因此使能信号(EN)被断言。传输量计数器113的计数被重新开始，并且传输量计数器113在断言使能信号(EN)时根据传输大小信息(TS)递增“1”。

[时间(t10)]

当计数器的值达到“0”时，循环计数器112断言计数结束标志(CEND)。当计数结束标志(CEND)被断言时，即使属于传输量计数器113的值的传输量(TV)尚未达到阈值，传输量计数器113类似于时间(t7-t8)被复位。然后，初始值在循环计数器112中被预先设置。

此后，半导体设备10重复相同的操作。

第一示例具有以下效果中的一个或多个。

(1)当主机的传输目的地址与期望执行其优先级控制的从机的地址匹配时，传输量被计数，并且优先级基于计数值而生成。这使得可以基于与特定从机的传输量将优先级分配给主机。

(2)在专利文件1中，由于计算通过使用主机的剩余数据量和剩余时间来执行，因此优先级生成电路的电路规模变大。然而，第一示例具有确定主机的传输量是否已达到阈值并且仅在到期望执行其优先级控制的从机的传输中才输出确定结果作为优先级的配置。因此，与专利文件1中的电路规模相比，能够使优先级发生电路的电路规模更小。

(第二示例)

将参考图6描述根据第二示例的半导体设备的配置。图6是示出根据第二示例的半导体设备的配置的框图。

在第二示例的半导体设备10中，目标设置寄存器(TASR)118被添加到第一示例的优先级生成电路。要输入到区域确定电路(AJC)111的开始地址(S_ADR)和结束地址(E_ADR)可以通过目标设置寄存器118来设置。第二示例的半导体设备10的其他配置与第一示例的那些相同。

将参考图7和图8描述根据第二示例的半导体设备10的操作。图7是示出第二示例中的地址映射的图。图8是用于说明第二示例中的优先级生成电路的操作的时序图。

如图7中所示，0x0000_0000至0x1FFF_FFFF被设置为第一从机(SLV_1)103的地址，并且0x2000_0000至0x3FFF_FFFF被设置为第二从机(SLV_1)104的地址。另外，第一从机(SLV_1)103的地址为划分成0x0000_0000到0x0FFF_FFFF的区域A和0x1000_0000到0x1FFF_FFFF的区域B。基于该地址映射，下面将针对图8中所示的每个时间(t)，描述在第一从机(SLV_1)103的区域B中执行优先控制的情况下的操作。与第一示例的操作相同的操作的描述将被省略。顺便提及，通过控制整个半导体设备10的CPU等，作为统一单位循环数目(UC)的“10”预先被设置到循环设置寄存器116。作为阈值(TH)的“20”被设置在阈值设置寄存器117中。作为开始地址(S_ADR)的0x1000_0000和作为结束地址(E_ADR)的0x1FFF_FFFF分别处于目标设置寄存器118中。

[时间(t0)]

从区域设置寄存器118，开始地址(S_ADR)的0x1000_0000和结束地址(E_ADR)的0x1FFF_FFFF被输入到区域确定电路111。

[时间(t1-t2)]

第一主机101开始传输，并且同时断言传输期间信号(TR)。开始地址(S_ADR)为0x1000_0000，结束地址(E_ADR)为0x1FFF_FFFF，并且传输地址(ADR)为0x1000_1000。因此，由于传输地址(ADR)指示第一从机(SLV_1)103的区域B，因此区域确定电路111断言使能信号(EN)。

[时间(t2-t3)]

第一主机101将传输地址(ADR)改变为0x0000_FFFF。由于该传输地址(ADR)小于开始地址(S_ADR)的0x1000_0000，因此区域确定电路111否定使能信号(EN)。

[时间(t4-t5)]

第一主机101再次将传输地址(ADR)改变为0x1000_FFFF。由于该传输地址(ADR)指示第一从机(SLV_1)103的区域B，因此区域确定电路111断言使能信号(EN)。

根据第二示例，优先级可以通过将从机的区域限制为其任意的特定地址区域来切换。因此，例如，当地址空间通过安全属性来划分时，优先级的切换控制可以仅在安全区域中或仅在非安全区域中执行。

(第三示例)

将参考图9描述根据第三示例的半导体设备的配置。图9是示出根据第三示例的半导体设备的配置的框图。

第三示例的半导体设备10包括属性确定电路(ATJC)119，而不包括第二示例的区域确定电路(AJC)111。安全属性信息(SECI)从第一主机101向属性确定电路119而不是传输地址(ADR)被输入。另外，目标属性(TRGA)从目标设置寄存器118向属性确定电路119被输入。第三示例的半导体设备10的其他配置与第二示例的那些相同。

将参考图10描述根据第三示例的半导体设备10的操作。图10是用于说明第三示例中的优先级生成电路的操作的时序图。

在下文中，将针对图10中所示的每个时间(t)描述操作。与第一示例的操作相同的操作的描述将被省略。顺便提及，通过控制整个半导体设备10的CPU等，作为统一单位循环数目(UC)的“10”预先被设置到循环设置寄存器116。作为阈值(TH)的“20”被设置在阈值设置寄存器117中。指示安全作为目标属性(TRGA)的“1”被设置在目标设置寄存器118中。

[时间(t0)]

目标属性(TRGA)从目标设置寄存器118被输入到属性确定电路119。

[时间(t1-t2)]

第一主机101开始传输，并且同时输出“1”，该“1”指示传输的安全性属性信息(SECI)为安全属性。由于安全性属性信息(SECI)等于目标设置寄存器118的目标属性(TRGA)的设置值，因此属性确定电路119断言使能信号(EN)。

[时间(t2-t3)]

第一主机101输出“0”，该“0”指示传输的安全性属性信息(SECI)为非安全属性。由于安全性属性信息(SECI)不等于目标设置寄存器118的目标属性(TRGA)的设置值，因此属性确定电路119否定使能信号(EN)。

第三示例具有以下效果中的一个或多个。

(1)当主机执行传输时，优先级可以通过限制传输的安全性属性来切换。这使得可以通过仅限制安全性属性的传输或非安全性属性的传输来增加优先级。

(2)通常，由于安全性属性为1到若干比特的信号，因此解码单元的电路规模可以与第一示例和第二示例的电路规模相同或小于第一示例和第二示例的电路规模。

在第三示例中，安全性属性信号已被描述作为示例，但本发明不限于此。例如，主机在传输时输出的总线控制信号被输入到属性确定电路，并且除安全性属性之外的优先级控制可以通过比较其输入值是否与由属性设置寄存器设置的目标值相匹配来执行。

(第四示例)

将参考图11描述根据第四示例的半导体设备的配置。图11是示出根据第四示例的半导体设备的配置的框图。

在第四示例中的半导体设备10中，与第一示例相比，主机的数目增加到n，总线以多级来配置，并且类似于第一示例，对特定从机执行优先级控制。即，第四示例中的半导体设备10还包括：第二总线200；第三主机(MSTR_3)203到第n主机(MSTR_n)204的(n-2)个主机；第二仲裁电路(ARBT_2)205；以及第二优先级产生电路(PRG_2)210。这里，n为4或更大的整数。图11示出了其中优先级控制关于第一主机(MSTR_1)101和第三主机203的相应特定从机而执行的示例，该第一主机(MSTR_1)101连接到总线100，该第三主机203连接到第二总线200。第一主机101经由总线100和第二总线200接入第一从机(SLV_1)。顺便提及，图11省略了接入请求信号和接入许可信号，该接入请求信号和接入许可信号是每个主机和仲裁电路的输入/输出信号。

用于第一主机101的优先级生成电路110以第一示例中的相同方式生成接入特定从机的优先级(PRTY)，并且将其输入到仲裁电路105和第二仲裁电路(ARBT_2)205。用于第三主机203的第二优先级生成电路210具有与优先级生成电路110的配置相同的配置，并且将以第一示例中的相同方式生成的优先级(PRTY)输入到第二仲裁电路205。

当优先级(PRTY)为“1”时，仲裁电路105优先地向第一主机101发出总线100的接入许可。另外，当优先级(PRTY)为“0”时，仲裁电路105向第二主机(MASR_2)102发出接入许可，或通过轮循方法发出接入许可。

当优先级(PRTY)为“1”时，第二仲裁电路205优先地向第一主机101发出第二总线200的接入许可，即，将总线100的接入许可发出给第一主机101。另外，当优先级(PRTY_2)为“1”时，第二仲裁电路205优先地向第三主机203发出第二总线200的接入许可。

然而，当优先级(PRTY)和优先级(PRTY_2)均为“1”时，第二仲裁电路205执行以下中的任一项：

(a)优先地向第一主机101发出第二总线200的接入许可；

(b)优先地向第二主机203发出第二总线200的接入许可；以及

(c)通过轮循方法向第一主机101或第三主机203发出第二总线200的接入许可。

当优先级(PRTY)和优先级(PRTY_2)均为“0”时，第二仲裁电路205预先决定优先地向其发出接入许可或通过类似于优先级(PRTY)为“1”的情况下的轮循方法被仲裁的主机。

在第四示例中，优先级生成电路被连接到第一主机101和第三主机203，但优先级生成电路连接到的主机的数目不受限制。另外，该实施例已被设置给总线100和第二总线200的两步配置，但总线的级数不受限制并且连接到每个总线的主机的数目也不受限制。另外，实施例已示出了其中第一从机103和第二从机104连接到第二总线200的示例，但从机的数目也不受限制。本实施例已描述了其中使用第一示例中的相同优先级生成电路的示例，但可以使用与第二示例或第三示例的优先级生成电路相同的优先级生成电路。

如上所述，以上已基于实施例和示例具体描述了由本披露者完成的公开，但本公开不限于以上实施例和示例，并且不用说，可以被各种修改。