Проектирование структур проблемно-ориентированных магистральных мультимикропроцессорных систем

• Автор: Платунов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1985
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 196 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

Глава I. МУЛЬТИМИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ И МУЛЬТИМИКРОМАШИННЫЕ

СТРУКТУРЫ. ПРИМЕНЕНИЕ И ЗАДАЧИ ПРОЕКТИРОВАНИЯ

1.1. Развитие микропроцессорных систем В МУЛЬТИмикропроцессорные системы, их применение

1.2. Мультимикропроцессорные системы с магистральным принципом организации

1.3. Задачи анализа магистральных интерфейсов микропроцессорных систем

1.4. Задачи проектирования мультимикропроце ссор

ных систем МШС .

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛОКАЛЬНЫХ МУЛЬТИМИКРОПРОЦЕССОР

НЫХ СИСТШ С МАГИСТРАЛЬНОЙ АРХИТЕКТУРОЙ

2.1. Исследование мультипроцессорных систем
2.1.1. Модели мультимикропроцессорных систем
2.1.2. Анализ интерфейсов МШС
2.1.3. Анализ характеристик функциональных блоков мультимикропроцессорных систем
2.2. Исследование сосредоточенных мультимашин
ных систем
2.3. функциональные блоки МШС повышенной эффективности
2.4. Выводы
Глава 3. СТРУКТУРНОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ПРОБЛЕМНООРИЕНТИРОВАННЫХ МУЛЬТИМИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ
3.1. Задача проблемной ориентации МШС.
3.2. Приближенный расчет характеристик МШС у
3.3. Размещение задач по блокам обработки и уточнение структуры ПМС
3.4. Переход от структуры ПМС с радиальными связями к структуре со смешанной системой связей и выбор характеристик интерфейса .
3.5. Выводы
Глава 4. АППАРАТНОПРОГРЛШНЫЕ СРЕДСТВА ПОДДЕРЖКИ
ПРОЕКТИРОВАНИЯ ММПС И ПРИМЕРЫ ПМС.
4.1. Архитектура инструментальной мультипроцессорной системы .
4.2. Структура средств аппаратнопрограммной поддержки инструментальной МШС
4.3. Структура программного обеспечения инструментальной МШС
4.4. Примеры проблемноориентированных МШС
4.5. Выводы
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ .
ЛИТЕРАТУРА


Типовыми функциями, для выполнения которых предназначены ИМС, являются подготовка и отладка программ, редактирование и работа с текстами, изготовление твердых копий на ППЗУ, отладка и исследование микропроцессорных систем и контроллеров в режиме эмуляции. Большинство существующих ИМС эксплуатируются в однопрограммном режиме, что определяется в первую очередь наличием одного терминала в системе и сравнительно низкой вычислительной мощностью центральной микро-ЭВМ. От этого недостатка свободны инструментальные мультимикро-процессорные системы (ИШС), которые обычно объединяют несколько микро-ЭВМ с терминалами и разделяемые системные периферийные устройства /,/. ШПС). Проблема распараллеливания вычислений в ИШС стоит так же остро, как в МШС общего назначения. Это связано с особенностями работы системы: обслуживанием нескольких независимых пользователей (решение независимых задач); моделированием работы МШС, при этом отлаживается предварительно распараллеленная конкретная задача. Синхронизация параллельных процессов в ИШС требуется в основном при управлении периферийными устройствами и решается средствами, аналогичными средствам управления УВВ в мультипрограммном режиме работы монопроцессорных систем /,,/. Однако оборудование ЙМПС предусматривает некоторые специальные средства, обеспечивающие правильное выполнение операций синхронизации (или синхропримитивов) всеми обрабатывающими блоками, которые имеют доступ к разделяемым ресурсам. Анализ структур МШС в части организации ввода-вывода указывает на рост сложности периферийных контроллеров, которые в большинстве своем строятся на основе программируемых или мик-ропрограммируемых микропроцессорных наборов. Таким образом, между задачами, которые решаются ММПС, всегда существует связь по данным, в предельном случае сводящаяся к взаимодействию прикладных задач с программами периферийных контроллеров. ЦІ , где (3 = {^/Л , ? Р - общее число задач. Связь задач по данным может представляться графом информационных связей (рис. Такое представление не учитывает динамику взаимодействия задач, что необходимо на этапе непосредственного программирования системы. Предполагается, что в системе используются известные программные и аппаратные средства, обеспечивающие параллельное выполнение программ (семафоры, рандеву, мониторы и др. Микропроцессорные системы разделяются на четыре класса по принципу организации вычислений: с одиночными потоками команд и данных (СКОД); с одиночным потоком команд и множественны/л потоком данных (ОКВД); с множественным потоком команд и одиночным потоком данных (МКОД); с множественными потоками команд и данных (МКВД) /,/. К классу ОКОД относятся монопроцессорные микро-ЭВМ и контроллеры. Представители классов ОКЩ и МКОД являются промежуточными между моно- и мультимикропроцессорными системами. ОКВД) /,,/; конвейерные микросистемы (МКОД) /,/. Класс МВС МКВД наиболее шогочисленный, что определяется: I) возможностью создания систем МВД на базе серийных микропроцессоров, микро-ЭВМ и функциональных микропроцессорных модулей; 2) большим числом задач, которые могут быть решены системами МКВД, при этом не требуется создание специализированных сложных ЮС классов МКОД и ОВД; 3) программирование систем МВД с архитектурой, близкой к архитектуре обычных микро-ЭВМ, значительно проще, чем ПО специализированных МВС; при этом возможно широкое использование программного обеспечения мономикросистем в ММПС класса МВД. В дальнейшем нами рассматриваются мультимикропроцессорные системы МВД (ММПС) как наиболее перспективные для решения широкого класса задач с максимальным использованием существующей микропроцессорной элементной базы. Мультимикропроцессорные системы класса МКВД моцут быть разделены на группы по назначению следующим образом (рис. ЭВМ и контроллеров -распределенные мультимашинные системы (РММС); связь удаленных автономных микро-ЭВМ в децентрализованных системах - локальные микропроцессорные вычислительные сети (ЛМС) /,,/. Пример структуры МПС приведен на рис. МПС включает несколько микропроцессоров МП, системную память СП, в которой размещаются все программы и данные, устройства системного ввода-вывода -СВВ, объединяемые системным интерфейсом /,,0/. Способы сопряжения блоков МПС описываются в литературе /,/. Рис. Рис.