Способы организации межпроцессорного взаимодействия в ЦСК с распределенным микропроцессорным управлением

Рисунок 4.3 – Сосредоточенная система с разделением функций

Способы организации микропроцессоров в систему осуществляются по четырем основным принципам [6]:

- иерархическому;

- общего канала;

- общей памяти;

- непосредственных связей.

Иерархический принцип. Микропроцессоры распределяются по уровням иерархии. Взаимодействие допускается только между процессорами предыдущего и последующего уровней. Каждый периферийный ПР связан только с ЦПР. Поэтому весь межпроцессорный обмен на уровне ПР ведется через ЦПР. ЦПР координирует работу и взаимодействие всех ПР (см. рисунок 4.4).

Рисунок 4.4 – Структура с иерархическим принципом управления

Недостатки: велико время взаимодействия. такое построение системы выгодно при глубоком разделении функций по ПР требующим минимального межпроцессорного обмена.

Принцип общего канала связи. В этом случае все микропроцессоры под-

ключены к общему высокоскоростному каналу связи, пользование которым может быть разделено например, по временному принципу, т.е. каждый микропроцессор имеет свой временной интервал. Пропускная способность такого канала связи определяет число микропроцессоров, которые могут быть включены в систему в зависимости от интенсивности обмена (см. рисунок 4.5).

Принцип общей памяти. Роль общей шины выполняет общее ЗУ взаимосвязи (ВЗУ). Каждому ПР придана своя зона ВЗУ, к которой могут обращаться любой ПР. При отсутствии ЦПР, его роль может быть передана

любому ПР (см. рисунок 4.6).

Рисунок 4.5 - Принцип общего Рисунок 4.6 - Принцип общей

канала связи памяти

Принцип непосредственных связей. Все процессоры системы связаны между собой каналами связи, по которым организуется обмен сообщениями. Каналы связи могут быть некоммутируемыми (прямые соединения) (см. рисунок 4.7), или коммутируемыми (см. рисунок 4.8).

Рисунок 4.7 – Принцип прямых Рисунок 4.8 – Принцип коммутируемых

соединений соединений

Протоколы межпроцессорного взаимодействия, которые определяют процедуру управления передачей информации от одного процессора к другому путем распознавания сообщения и направления его по заданному адресу. Существует три способа: память с общим доступом, буферное запоминающее устройство, непосредственные связи.

Память с общим доступом - ЦПР связывается с ПР путем прямого доступа в ОЗУ данного ПР (см. рисунок 4.9), т.е. все ОЗУ периферийных процессоров доступны ЦПР. Буферное ЗУ - ЦПР связывается с ПР через БЗУ, представляющее собой ограниченную зону ОЗУ ПР, которая загружается только сообщениями межпроцессорного обмена (см. рисунок 4.10). Непосредственные связи - ЦПР и ПР связываются между собой каналом связи, по которому идет передача данных, ЦПР имеет доступ только к своему ОЗУ (см. рисунок 4.11).

Рисунок 4.9 – Память с общим доступом

Рисунок 4.10 –Буферное ЗУ

Рисунок 4.11 – Непосредственные связи