多cpu并行通信中双口ram的仲裁策略研究与应用

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1、多CPU并行通信中双口RAM的仲裁策略研究与应用自动化技术与应用》2007年第26卷第7期计算机应用ComputerApplications多CPU并行通信中双口RAM的仲裁策略研究与应用陈志凤(廊坊师范学院信息工程学院，河北廊坊,065000)摘要:本文研究了多CPU并行通信双口RAM的仲裁策略，深入分析和比较了硬件仲裁，中断仲裁,令牌仲裁的实现方法和特点并比较」不同仲裁机制的应用场合.关键字:多CPU;双口RAM;仲裁策略中图分类号:TP274.2文献标识码:B文章编号:10037241(2007)07004003Two一PortRAMArbit

2、erStraegiesintheParallelDataCommunicationbetweenMutipleCPUsCHENZhi-feng(SchoolofElecIronicsandlnformationXangFangTeacher'sUmve〜ilyliang・Fang065000China)Abstract:Thispaperstudiesthetwo一portRAMarbiterstrategyintheparalleldatacommunicationbetweenmultipleCPUs.Variousarbiterssuchash

3、ardwarearbiter,interruptarbiterandtokenarbiterarediscussedandcomparedinthepaper.Keywords:Multi?-CPU;TwoPortRAM;arbiterstrategy1引言目前,在高速数据采集系统以及在线测控系统中，为了实现数据采集，处理，实时控制等功能，越来越多地采用多CPU系统.基于多CPU并行处理的嵌入式系统,不仅可以增强系统的控制能力和信息处理能力，提高系统的自动化和智能化水平，而且可以适应各种控制领域复杂的现场环境11].在嵌入式多CPU系统中，数据通信问

4、题成为制约其性能提高的主要因素，而双口RAM的高速数据通信和共享能力为解决这一问题提供了方便12】.在用双口RAM设计的多CPU并行通信系统中,RAM仲裁机制成为系统设计的关键问题，良好的仲裁机制可以使系统运行更稳定，性能更高.2存储结构及工作原理双VIRAM存储结构如图1所示.双VIRAM通常由四部分组成:存储体(存储矩阵)，地址译码器，读/写控制器和仲裁器.收稿日期:2007—03—15图1双口RAM结构简图(1)存储体存储体是双口RAM的核心.它由许多存储单元组成，每个存储单元都能存储一位二进制数码，这些存储单元被排列成矩阵形式称为存储矩阵.⑵

5、地址译码器地址译码器是一种N中取1译码器，它将输入的地址代码译成某一条字线的输出信号,使连接在这条字线上的存储单元与读/写控制电路接通,然后才能对这些单元进行读或写.$壬算机应用ComputerApplications自动化技术与应用2007年第26卷第7期(3)读/写控制器当一个地址码经地址译码器译码后选中存储矩阵相应的存储单元时,就由读/写控制电路控制操作状态，决定究竟是对存储单元进行读出还是写入操作.⑷仲裁控制器仲裁控制器由多种仲裁方式组合而成,如:硬件仲裁，中断仲裁，令牌仲裁.本文的研究重点就是对这三种不同的中断策略的研究和比较，从而为基于双

6、口RAM的多CPU并行通信系统的设计提供一种具有价值的参考方法.3双口RAM并行通信的设计双口RAM两侧端口处具有独立的控制总线,地址总线和数据总线，同各种CPU接口设计简单，且与各种CPU性能具有高度的兼容性，因此易于在两个CPU之间实现并行通信_4][51.本文以IDT7132芯片为例來进行双口RAM并行通行的设计，如图2所示•两侧CPU可以同吋对双口RAM芯片的所有存储单元进行读写操作，实现点对点并行通信.图2双口RAM并行通信原理图4仲裁策略的分析4.1硬件仲裁BUSY逻辑提供硬件电路仲裁双口RAM两侧的使用权.当双口RAM两侧端口同时存取内

7、存单元中的同一单元时,它允许冲突的两侧端口中任何一侧端口继续执行，同时将另一侧端口的”忙”信号置为低电平.”忙”信号被置为低电平的一侧CPU按”信号执行能够延迟，直到另一侧的CPU操作双口RAM完成，这一•侧才允许存取双口RAM.BUSY硬件仲裁的耗点有:(1)片内含有硬件仲裁电路，在两侧端口上都有#BUSY引脚.(2)它是一种纯硬件设计方案，无需软件配合，但是CPU必须能够插入等待周期.4.2屮断仲裁双EIRAM两侧端口都带有#INT引脚的芯片具有中断仲裁功能•采用中断仲裁逻辑时，双口RAM的最高两个地址单元被用作”邮箱”，通过写入和读取最高两位地

8、址上值，来实现两侧端口占用RAM的信息传递.中断仲裁工作时#INT信号的操作真值表如下表L表1中断仲裁#1N