chip-arbiter-selector

name	chip-arbiter-selector
description	Use when selecting arbitration strategy for RTL modules. Triggers on '仲裁', 'arbiter', 'round-robin', 'RR', 'WRR', '优先级', '公平性', '饥饿', 'arbiter selector'. Based on request pattern, channel count and QoS, selects Fixed Priority / Round-Robin / WRR and evaluates starvation risk.
tools	["Read"]

仲裁策略选择器

基于公平性需求和饥饿风险评估，选择合适的仲裁策略。chip-code-writer 在 RTL 编码阶段调用。

输入

参数	类型	必需	说明
scenario	string	是	仲裁场景描述
channel_count	int	是	仲裁通道数
request_pattern	string	是	请求模式：continuous（持续流）/ bursty（突发流）/ mixed（混合）
qos_requirements	object[]	否	各通道 QoS 要求（带宽/延迟）
protocol_priority	string	否	协议规定的优先级（如有）

输出

参数	类型	说明
strategy	string	fixed_priority / round_robin / weighted_rr
starvation_risk	string	high / medium / low
reason	string	选择理由
implementation_notes	string	RTL 实现要点

策略选择规则

固定优先级（Fixed Priority）适用条件（需全部满足）

1. 无并发饥饿：高优先级请求不会持续阻塞低优先级
2. 请求模式：请求到达是突发性的，非持续流
3. 协议要求：上游协议明确规定优先级

Round-Robin 适用条件（任一满足）

1. 公平性要求：各通道需平等带宽
2. 持续流场景：请求持续到达，可能造成饥饿
3. 多通道竞争：3+ 通道同时竞争共享资源

Weighted Round-Robin 适用条件

1. 差异化 QoS：各通道有不同带宽要求
2. 非均匀负载：通道间负载差异 > 2x

饥饿风险评估矩阵

风险等级	请求模式	优先级策略	QoS 要求	推荐策略
高风险	持续流	固定优先级	低优先级通道有 QoS	必须用 RR
中风险	突发流	固定优先级	低优先级通道有延迟要求	建议用 RR
低风险	突发流	固定优先级	无 QoS 要求	可用固定优先级
无风险	突发流	-	无并发	可用固定优先级

执行步骤

分析请求模式 → 评估饥饿风险 → 检查 QoS 要求 → 选择策略 → 输出实现要点

输出格式

## 仲裁策略选择报告

**场景**：{scenario}
**通道数**：{channel_count}
**请求模式**：{request_pattern}

### 饥饿风险评估

| 评估项 | 结果 |
|--------|------|
| 请求模式 | {continuous/bursty/mixed} |
| 优先级策略 | {固定/无} |
| QoS 要求 | {有/无} |
| 风险等级 | {high/medium/low} |

### 策略选择

**推荐策略**：{fixed_priority / round_robin / weighted_rr}
**理由**：{reason}

### RTL 实现要点

{implementation_notes}

实战案例

场景	请求模式	通道数	QoS	风险	策略	原因
4ch RAM 请求仲裁	持续流	4	无	高	RR	各通道平等，需防饥饿
pending 通道选择	持续流	4	无	高	RR	多通道竞争，公平性重要
debubble buffer 输出	突发流	2	无	低	固定优先级	不会同时满足，无饥饿风险
output_if_mod ready_q_push	突发流	N	无	低	固定优先级	node 动态分配，近似 FIFO
W1/W2 SRAM 写冲突	突发流	2	协议规定	低	固定优先级 (W2优先)	协议要求，W2 是返回数据

RTL 编码模板

固定优先级

// Fixed priority: ch0 > ch1 > ch2 > ch3
always @(*) begin
    grant_idx = 2'd0;
    if (req_vec[0])      grant_idx = 2'd0;
    else if (req_vec[1]) grant_idx = 2'd1;
    else if (req_vec[2]) grant_idx = 2'd2;
    else if (req_vec[3]) grant_idx = 2'd3;
end

Round-Robin

// Round-robin with pointer update on grant
always @(posedge clk or negedge rst_n) begin
    if (!rst_n) rr_ptr <= 2'd0;
    else if (grant_valid) rr_ptr <= grant_idx + 1'b1;
end

always @(*) begin
    grant_idx = rr_ptr;
    for (i = 0; i < 4; i = i + 1) begin
        if (req_vec[(rr_ptr + i) % 4]) begin
            grant_idx = (rr_ptr + i) % 4;
        end
    end
end

使用示例

示例 1：4 通道 RAM 仲裁

用户：4 个通道竞争 RAM 访问，请求是持续流，没有 QoS 要求，帮我选仲裁策略

预期行为：持续流 + 无 QoS → 饥饿风险高 → 推荐 Round-Robin

示例 2：SRAM 写冲突仲裁

用户：W1 和 W2 同时写 SRAM 同地址，协议要求 W2 优先，选什么策略？

预期行为：协议规定优先级 + 突发流 → 推荐固定优先级（W2 优先）

异常处理

场景	触发条件	处理动作
输入信息不完整	缺少请求模式或通道数	默认选择 RR（最安全），标注 [INPUT-INCOMPLETE]
无法判断请求模式	描述模糊	默认选择 RR，标注 [PATTERN-UNKNOWN]
QoS 要求矛盾	多通道 QoS 冲突	列出冲突项，建议用户调整
通道数为 1	无需仲裁	提示"单通道无需仲裁"，跳过策略选择

检查点

• 检查前：展示请求模式、通道数、QoS 要求，确认输入正确
• 检查后：展示推荐策略和饥饿风险等级，用户确认后输出 RTL 实现要点

降级策略

• 输入信息不完整 → 默认选择 RR（最安全），标注 [INPUT-INCOMPLETE]
• 无法判断请求模式 → 默认选择 RR，标注 [PATTERN-UNKNOWN]