- •6 Проектирование микропроцессорных систем на основе однокристальных микропроцессоров
- •6.1 Базовые конфигурации микропроцессора вм86
- •Цикл шины центрального процессора вм86
- •Мультипроцессорные конфигурации на основе цп вм86
- •Методы приоритетной обработки запросов
- •Арбитр шины
- •Режимы работы арбитра шины
- •7 Особенности проектирования микроконтроллерных устройств
- •Типовая структура микроконтроллерной системы управления
- •Особенности разработки аппаратурных и программных средств мк
- •Структурная организация мк к1816ве48
- •Организация памяти мк
- •Организация системы ввода-вывода информации
- •Мпс с внешней памятью программ и данных
- •Система команд микроконтроллера ве48
- •Методика разработки ппо мкс
- •Средства отладки ас и ппо мкс
- •Кросс-системы для разработки и отладки ппо
- •8 Организация цп старших моделей фирмы Intel Внутренняя архитектура цп i486
- •Внутренняя кэш-память цп i486
- •Организация внешней памяти
- •Организация шины процессора и циклы шины
- •Организация передачи данных в циклах шины
- •Построение систем на основе цп i486
- •Контроллер прямого доступа к памяти
- •Основные направления работы фирмы intel по разработке мпс
- •Изделия встроенного управления (микроконтроллеры)
- •Основные отличительные особенности цп семейства Pentium
Мультипроцессорные конфигурации на основе цп вм86
Система называется мультипроцессорной, если в ней два или более устройства одновременно могут выполнять команды, например, ЦП ВМ86, математический сопроцессор ВМ87, сопроцессор ввода-вывода ВМ89 и другие.
При проектировании мультипроцессорных систем решаются две основные задачи:
-
обеспечение доступа к системной шине одного из процессоров;
-
организация межпроцессорного обмена;
т.е. необходимо обеспечить в любой момент времени доступ к системной шине (СШ) только одного процессора.
В сильно связанных конфигурациях (рис.1) не может быть двух одинаковых центральных процессоров, так как ЦП всегда является ведущим с наивысшим приоритетом, а другие ведомыми, которые непосредственно связаны по взаимодействию с ЦП. В такой конфигурации ЦП и сопроцессоры используют общую подсистему памяти, УВВ и логику управления.
Cлабосвязанные конфигурации применяют в ЭВМ высокой производительности. Любой модуль в такой системе может быть ведущим системной шины и содержать любой тип процессора, включая и несколько процессоров одного типа. При этом системные ресурсы разделяют несколько процессорных модулей (в дальнейшем модулей), а проблему состязаний при доступе к шине должна решать логика управления системной шины на основе арбитража шины.
Из рис. 4 видно, что каждый потенциальный ведущий модуль может работать независимо и прямые связи между процессорами отсутствуют. Межпроцессорное взаимодействие осуществляется через разделенные ресурсы по системной шине. У каждого модуля могут быть свои локальная (резидентная) память и УВВ. Процессоры в каждом отдельном модуле могут одновременно обращаться к своим локальным подсистемам (ОП и УВВ) по локальным шинам и выполнять независимо друг от друга выборку команд и данных, что повышает степень параллельности обработки. Через системную шину выполняется межпроцессорный обмен между модулями и возможно дополнительное использование ресурсов системной памяти и системных УВВ.
Можно выделить следующие достоинства слабо связанных конфигураций МПС:
1. При наличии нескольких ЦП повышается пропускная способность системы либо за счет распараллеливания решения задачи, либо обеспечивается многозадачный режим работы.
-
Система допускает модульное расширение, при этом каждый ведущий модуль является независимым устройством и обычно размещается на отдельной плате (видеопроцессор, графический процессор, сопроцессоры), что позволяет получать наращиваемую структуру ЭВМ проблемно-ориентированную на решение определенного класса задач.
3. Лучшая адаптация архитектуры процессоров на решение определенной системы команд (основной, с ПЗ, расширенной арифметики, обработки графической и видеоинформации и т.д.).
4. Отказ в одном модуле обычно не вызывает простоя всей системы путем выполнения реконфигурации технических средств (логического отключения неисправных модулей) , а отказавший модуль легко найти и заменить.
5. Каждый ведущий модуль может иметь свою локальную шину и ресурсы (ОП и УВВ), чем достигается высокая степень параллельной обработки и улучшение технических характеристик системы.
Т ак как в любой момент времени доступ к системной шине может быть выполнен только от одного ведущего модуля, то возникает задача арбитража шины, которая разрешается на приоритетной основе.