基于多核平台的嵌入式系统设计方法-全套PPT课件.pptx

基于多核平台的

嵌入式系统设计方法基于多核平台的嵌入式系统设计方法——第一章从多处理系统到多核系统

2第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信1.2板间通信1.3Intel的嵌入式处理器1.4嵌入式发展趋势和近期处理器的影响1.5从多CPU系统到多核系统1.6本章小结内容简介基于多核平台的嵌入式系统设计方法

3第一章从多处理系统到多核系统多处理器系统示意图图1-1多处理器系统示意图基于多核平台的嵌入式系统设计方法

4第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信实现多处理器嵌入式系统的一个难点是处理器之间的通信。根据处理器物理位置的不同可以分为板内通信和板间通信；根据通信方式的不同，可以分为寄存器通信和串行通信。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

5第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信图1-2双向通信寄存器原理图基于多核平台的嵌入式系统设计方法

6第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信与双向通信寄存器原理图相比，如果所对应的CPU是内置DMA控制器的，那么传输的速度还可以进一步得到提到，这是因为DMA不需要CPU本身的干预。图1-3DMA传送的时序图基于多核平台的嵌入式系统设计方法

7第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信必须指出的是，仅当其中一个CPU具有DMA控制器时也可以实现DMA传送，下图给出了一个DMA传输的实用电路。图1-4DMA接口示意图基于多核平台的嵌入式系统设计方法

8第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信图1-4中，CPU1将需要发送的数据发送到内存中，编程利用DMA控制器传送，而CPU2编程实现其DMA控制器从寄存器中读取数据并存储到内存中，问题是：CPU2无法确定传送数据的大小，通常有以下三种方法解决这一问题：（1）使用固定的数据量，如每次只传送256个字节；（2）采用报头，即CPU1通过DMA传送的第一位数据是其要传送的数据长度信息，CPU2的DMA接收到该位信息后即再次引发DMA中断开始接收数据。（3）第三种方法是在两个CPU之间开辟一条额外的中断路径。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

9第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信尽管利用DMA实现CPU之间的互连可以大大提高其通信速率，但如果CPU之间的运行速度相差太大，也会存在问题。如果CPU1的速度小于CPU2的速度，CPU2可能会检测到数据更新完的状态并开始读取数据，而此时CPU1仍然处在写使能状态；反过来，如果CPU1的速度大于CPU2的速度，可能会导致CPU1在写新数据位的时候，CPU2仍然处于读使能状态。这两种情况的出现，均会导致信息的误读或重读，要避免这一情况的发生，最好的方法是在CPU之间加上FIFO。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

10第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信FIFO（FirstInFirstOut）是先进先出存储器。传统的FIFO芯片是基于移位寄存器的中规模逻辑器件，因此这种FIFO的输入到输出的延时与容量成正比，工作效率得到限制。为了提高FIFO的容量和减小输出延时，现在FIFO的内部存储器均采用双端口RAM，数据从输入到读出的延时大大缩小。以通用的IDT7202为例，说明双端口RAM的FIFO。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

11第一章从多处理系统到多核系统1.1板内处理器间的通信数字信号处理（DSP）能实时快速地实现各种数字信号处理算法，而DSP的控制功能不强，可以采用8051单片机控制数据采集板，将采集的原始数据送给DSP处理并将处理结果传送给8位单片机。图1-6给出了利用1片数字信号处理器TMS320F206和2片AT89C52单片机构成多机数据采集系统的接口图。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

12第一章从多处理系统到多核系统1.2板间通信板与板之间的通信主要采用串行通信方式，根据其协议的不同，可以分为RS-485/232C、I2C、CAN或并口等形式。图1-7是采用RS-485总线实现三片CPU之间数据互连的示意图，CPU之间共享两条串行总线。基于多核平台的嵌入式系统设计方法

13第一章从多处理系统到多核系统1.2板间通信第二种常用的板间通信采用CAN(ControllerArea