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多微处理器cNc装置的典型结构


日期:2010年06月03 来源:沈阳机床集团 关键字:车床

多微处理器cNc装置的典型结构   
  多微处理器结构的cNc装置多为模块化结构,通常采用共享总线和共享存储器两种典型结构实现模块间的互联与通信。
  l-共享总线结构
  以系统总线为中心的多微处理器cNc装置,把组成cNc装置的各个功能部件划分为带有cPU或DMA器件的主模块和不带cPU或DMA器件的从模块(如各种RAM模块、ROM块、L,o模块)两大类。所有主模块、从模块都插在配有总线插座的机柜内,共享标准系统总线。系统总线的作用是把各个模块有效地连接在一起.按照标准协议交换各种数据和控制信息,构成完整的系统,实现各种预定的功能。
 在系统中,只有主模块有权控制和使用系统总线。同一时刻只能由一个主模块占有总线,通过仲裁电路裁决各主模块同时请求系统总线的竞争,按承担任务的重要程度预先安排好各主模块的优先级别或高低顺序。总线仲裁的目的就是在各主模块争用总线时,判别出各模块优先级的高低。支持多微处理器系统的总线都设计有总线仲裁机构,通常有串行和并行两种裁决方式。在串行总线裁决方式中,优先权的排列是按链接位置决定的。某个主模块只有在前面优先权更高的主模块不占用总线时,才可使用总线,同时通知其后优先权较低的主模块不得使用总线,串行总线仲裁连线方式。在并行总线裁决的方式中,要配置专用逻辑电路来解决主模块的判优问题,通常采用优先权编码方案并行总线仲裁连线方式。
 结构模块之间的通信主要依靠存储器来实现.大部分系统采用公共存储器方式。公共存储器直接插在系统总线上,供任意两个主模块交换信息,有总线使用权的主模块都能访问,使用公共存储器的通信双方都要占用系统总线。
 支持这种系统结构的总线有:STD Bus(支持8位和16位字长),Mult•Bus(I型可支持16位字长,Ⅱ型可支持32位字长),s一100 Bus(可支持16位字长),VERSA Bus(可支持32位字长),vME Bus(可支持32位字长)等。
    (1)分布式总线结构。各微处理器之间均通过一条外部的通信链路连接在一起,它们相互之间的联系及对共享资源的使用都要通过网络技术来实现。
    (2)主从式总线结构。有一个微处理器称为主微处理器,其他则称为从微处理器,各处理器也都是完整独立的系统。只有主微处理器能控制总线,并访问总线上的资源,主微处理器通过该总线对从微处理器进行控制、监视,并协调多个微处理器系统的操作;从微处理器只能被动地执行主微处理器发来的命令,或完成一些特定的功能,不能与主微处理器一起进行系统的央策和规划等工作,一般不能访问系统总线上的资源。主、从微处理器的通信可以通过I/o接口进行应答。也可以采用双端RAM技术进行,即通信的双方都通过自己的总线读/写同一个存储器。
    (3)多主cPu结构。有一条并行主总线连接着多个微处理器系统,每个cPu可以直接访问所有系统资源,包括并行总线、总线上的系统存储器及I/o接口;同时,还允许自由而独立地使用所有资源,诸如局部存储器、局部I/O接口等。各徽处理器从逻辑上分不出主从关系,为解央多个主cPU争用并行总线的问题,在这样的系统中有一个总线仲裁器,为各cPu分配了总线优先级别,每一时刻,只有总线优先级较高的cPU可以使用并行.潦线。2.共享存储器结构
  采用多端口存储器来实现各cPU之间的互联和通信,每个端口都配有一套数据、地址控制线,以供端口访问,由专门的多端口控制逻辑电路解决访问的冲突。但这种方式由于同一时刻只能有一个微处理器对多端口存储器试y写,所以功能复杂。当要求微处理器数量增多时,会因争用共享存储器而造成信息传输的阻塞,降低系统效率,因此,扩展功能很困难。

 


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