多CPU间通信技术.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * 根据上述中断逻辑，可以实现双CPU的高速通信。 传统的串行数据通信速度较慢，而并行通信需要对并口初始化，且数据传输逐字进行，传输过程中又要过多地占用CPU时间，导致传输效率低。而在双口RAM传输中，CPU将双口RAM作为自己存储器的一部分，当两个CPU需要数据传输时（如左边向右边传），首先左边CPU将需要传送的数据放到双口RAM的某个通用地址单元，然后向双口RAM最高奇地址进行写操作，以向右边CPU发送中断，这样右边CPU进入其中断服务程序，将该段地址单元的数据读出，之后对最高的奇地址进行写操作，以清除该中断。反之亦然。通过这种方式，就实现了双CPU的快速通信。 * * * * * * * * * * * * * * 例如当S2、S1、S0为000时，总线间不导通，呈高阻态；当为001时，A总线端口和B总线端口导通，即A1和B1导通、A2和B2导通…… * * * * * * * * * * * * 第二章 多CPU常用通信方法与结构 * * 北京交通大学 电气工程学院 ---多CPU常用通信方法与结构 * * 多微机系统通信 大数据量和实时性已成为控制领域信号处理的一个基本特点 单处理器运算能力限制，一个大型复杂系统往往有多个处理器，处理器间要协同工作就必须交换数据 三个渊源 借鉴：多CPU组成大型计算机的并行体系结构 用开关阵列连接多台CPU、MEM—2X2阵列 采用：按标准总线制作OEM产品构成开放型系统的方法 吸取：计算机网络中使用的通信技术 控制：实时、可靠、易扩展 * * 三个层次 芯片级：双口RAM,FIFO,公共内存，DMA 系统级 PC机的I/O口：RS232，RS485，PIO 紧凑型总线：STD,ISA,cPCI,VME,PC104,3XBUS 网络级 Internet,Intranet 现场总线/控制网络 芯片之间（CPU-CPU）的通信 ? OEM模板之间的通信 ? 微机之间的通信 片间总线 模板总线 现场总线 * * 多微机系统常用通信方法 共享存储区：都能访问的区域为中介 双口RAM；单总线；开关矩阵；总线窗口 PIO/标准并行内总线，易于实现，多采用主从方式，中断、查询 点-点；星形；主从；环形；菊花链 SIO：异步协议，主从方式，硬线联络，短距离 点-点；星形；主从 232，SPI，IIC LAN * * 多端口公用存储器结构形式 多端口公用存储器系统 多端口公用存储器 多台微处理器 多端口共用I/O 以共享存储区作为多微处理器交换数据的场所（紧耦合，速度快） 多CPU智能化仪器仪表 双机冗余控制系统 多微机动态仿真 * * 多cpu间共享存储区 两个处理器要交换数据则必须要有两个处理器都可以访问的共享存储体，一个处理器将数据写入存储体，而由另一处理器将数据读出，使两个处理器间可以有效地交换数据，实现数据共享 需要解决：当一个处理器给存储体写入数据后产生旗标通知另一处理器将数据取走；两个处理器访问同一存储单元可能产生的冲突。 * * 公用总线共享存储区结构形式 单公用总线 竞争、排队、BC仲裁； 多重公用总线 速率、可靠性提高 适用于一块模板中多CPU的应用，非标准总线 * * 矩阵开关式共享存储器结构形式 处理器本身总线接口简单 开关矩阵、KC复杂，Dbus、Abus、Cbus * * 总线窗口共享存储区结构形式 A/B机系统：CPU、总线、专用内存、公共内存、外设 A通过虚拟地址访问B共享区：总线窗口先接通A、B两边Dbus、Cbus，由窗口实现A机虚地址到B机实地址的变换 总线窗口： 系统简单时， 可用逻辑电路实现； 复杂时，可内含uP * * 总线窗口共享存储区系统 带简易总线窗口的双CPU系统结构 * * 简易总线窗口，无地址变换 CPU1要求CPU2发送数据： CPU2把数据写入M2共享区，通过PIO2发出RDY2准备就绪 CPU1经PIO1识别RDY2，通过PIO1向总线控制逻辑发出请求通信信号CMRQ1 收到CMRQ1后，总线控制逻辑产生总线请求信号/BUSRQ2到CPU2 CPU2收到/BUSRQ2后，发出响应BUSAK2到总线控制逻辑，CPU2放弃总线 总线控制逻辑收到/BUSAK2后，产生控制信号使总线开关通，并把BUSAK2经过PIO1送CPU1 CPU1收到BUSAK2确认CPU2已放弃总线，且总线开关已通，CPU1访问M2。”数据块传送”从M2共享区到M1共享区 总线开关 * * * * 双口RAM允许两个处理器各访问