버스 경합

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버스 경합(Bus contention)은 컴퓨터 설계에서 발생하는 바람직하지 않은 상태로, 둘 이상의 장치가 동시에 버스에 값을 배치하려고 할 때 발생합니다.
버스 경합의 문제점:

• 잘못된 작동: 데이터가 손상되거나 시스템이 불안정해질 수 있습니다.
• 과도한 전력 소비: 불필요한 전력 소모를 유발합니다.
• 하드웨어 손상: 심한 경우 MOSFET을 태우는 등 영구적인 손상을 초래할 수 있습니다.

• 버스 중재(Bus Arbitration): 버스 경합이 발생했을 때, 각 버스 마스터가 미리 정해진 기준에 따라 순서대로 버스를 사용할 수 있게 해주는 기술입니다.
• 버스 중재기(Bus Arbiter): 버스 중재를 수행하는 하드웨어 모듈입니다.

• 중앙집중식 중재 방식(Centralized Arbitration):
• 단독 버스 중재기: 여러 버스 마스터들의 버스 요구 신호를 받아 중재 원칙에 따라 선택된 버스 마스터에게 승인 신호를 전달합니다.
• 고정 우선순위 방식: 우선순위가 하드웨어로 고정되어 변경 불가능합니다.
• 분산식 중재 방식(Distributed Arbitration):
• 각 버스 마스터에 별도 버스 중재기 존재: 버스 중재기 회로가 간단하여 동작 속도가 빠르지만, 문제 발생 시 찾기 어렵고 하나의 버스 중재기 고장이 전체에 영향을 줄 수 있습니다.
• 고정 우선순위 방식: 버스 마스터가 독립된 중재 회로 기반으로 동작합니다.

• 제어 신호 연결 형태:
• 병렬 중재 방식(Parallel Arbitration): 버스 마스터가 독립적인 버스 요구 신호선을 통해 각 버스 요구 신호를 중재 회로로 입력합니다.
• 직렬 중재 방식(Serial Arbitration): 버스 요구선과 승인 신호 선이 각각 한 개씩 존재하며, 각 신호 선이 버스 마스터에 직렬로 접속됩니다.

• 우선순위 결정 방식:
• 고정 우선순위 방식: 하드웨어에 의해 우선순위가 고정됩니다.
• 가변 우선순위 방식: 버스 마스터의 상태에 따라 우선순위가 수시로 변경됩니다.
• 폴링 방식:
• 하드웨어 폴링 방식: 버스 중재기가 각 버스 마스터에 버스 사용 여부를 주기적으로 질의합니다.
• 소프트웨어 폴링 방식: 폴링의 순서와 과정을 소프트웨어로 수행합니다.