21、多处理器系统通信与设计全解析

多处理器系统通信与设计全解析

1. 引言

在多处理器系统中，处理器之间的通信至关重要。不同的通信方式和协议各有优缺点，需要根据具体需求进行选择。本文将详细介绍多种通信方式，包括FIFO缓冲区、双端口RAM（DPRAM）、串行通信等，同时探讨选择通信总线和协议的标准，以及设计过程中需要注意的问题。

2. FIFO缓冲区

2.1 基本原理

FIFO（First-In-First-Out）缓冲区取代了寄存器，一个CPU向FIFO缓冲区写入数据，另一个CPU从FIFO缓冲区读取数据。FIFO缓冲区保存数据，使CPU 2能够按顺序方便地读取数据。大多数FIFO缓冲区有一个引脚，用于指示缓冲区何时为空，通过监测该引脚可以确定缓冲区中是否有数据。

2.2 优点

FIFO可以减少通信对两个CPU的影响。只要消息长度小于FIFO深度，发送方可以将整个消息写入FIFO后继续执行其他任务，接收方在发现FIFO非空时可以读取整个消息或可用的字节。

2.3 缺点

发送方没有逐字节的指示表明接收方已经接收了消息。如果接收方处理速度变慢或停止，FIFO可能需要完全填满，发送方才知道数据已被读取。一种解决方法是使用消息级指示，即发送方一次发送整个消息，直到FIFO为空才发送下一个消息。

3. 双端口RAM（DPRAM）

3.1 基本概念

当两个处理器之间需要传输大量数据时，双端口RAM（DPRAM）是常用的选择。DPRAM由两个处理器共享，如果两个处理器同时访问RAM，其中一个必须等待另一个完成操作。

3.2