21、多处理器系统通信技术与设计要点解析

多处理器系统通信技术与设计要点解析

在多处理器系统中，高效且可靠的通信机制至关重要。不同的通信方式和设计策略会对系统的性能、稳定性和可维护性产生显著影响。下面将详细介绍几种常见的通信方式及其特点，以及多处理器系统设计中的关键要点。

1. FIFO 缓冲区

FIFO（先进先出）缓冲区取代了寄存器，一个 CPU 负责向 FIFO 缓冲区写入数据，另一个 CPU 则从该缓冲区读取数据。FIFO 缓冲区能够存储数据，使得 CPU 2 可以根据自身需求按顺序读取数据。大多数 FIFO 缓冲区都有一个引脚，用于指示缓冲区是否为空。通过监测这个引脚，就可以判断缓冲区中是否有数据。

FIFO 缓冲区的优点在于可以降低通信对两个 CPU 的影响。只要消息长度远小于 FIFO 缓冲区的深度，发送方就可以将整个消息写入缓冲区，然后继续执行其他任务。接收方在发现缓冲区不为空时，可以读取整个消息或尽可能多的字节。

然而，FIFO 缓冲区也存在一个缺点，即发送方无法逐字节得知接收方是否已经接收了消息。如果接收方处理速度变慢甚至停止，FIFO 缓冲区可能会被填满，发送方才会知道数据已被读取。为了解决这个问题，可以采用消息级别的指示方式，即发送方一次发送整个消息，直到 FIFO 缓冲区为空才发送下一条消息。

2. 双端口随机存取存储器（DPRAM）

当两个处理器之间需要传输大量数据时，双端口随机存取存储器（DPRAM）是一种常用的解决方案。DPRAM 由两个处理器共享，如果两个处理器同时访问该存储器，其中一个必须等待另一个完成操作。

一些 DPRAM 集成电路（IC）可以在内部处理仲裁。这些设备会向每个处理器发送信号，请求进入等