[发明专利]一种多处理器系统、共享控制装置及启动从处理器的方法

说明书

技术领域

本发明属于嵌入式系统技术领域，特别涉及用于多处理器系统的一种共享控制装置、包括此装置的处理器系统，以及基于此装置的从处理器启动方法。

背景技术

随着嵌入式系统的不断发展，单片处理器的功能集成度虽然越来越高，但是单一的嵌入式处理器依旧很难兼顾系统控制、业务管理和数据处理等需求。于是，越来越多的设计者开始采用多个处理器，对控制、业务和功能进行分散式管理。目前，最常用的方式是使用两个处理器，一个偏向于控制管理，另一个偏向于业务处理。当然，也有使用更多处理器的情况，以满足不同的需求。

处理器数量的增加使得系统结构更加明晰，但同时也带来了诸多新的问题。随着系统中处理器数目的增加，最小系统所需的外围器件也随之增多，提高了硬件电路的成本，加大了硬件设计的复杂程度；同时，系统的启动过程也会因为各个处理器之间的协作关系变的非常复杂，大大的增加了系统控制的难度，间接的提高了软件设计的复杂程度。

现行技术中，设计者多将各个处理器最小系统隔离，每个处理器具有独立的ROM(Read Only Memory，只读存储器)和RAM(Random-Access Memory，随机存取存储器)，然后通过串行、并行或者更为复杂的通迅接口将多个系统互联，这样随着系统中处理器数目的提升，硬件设计和软件设计复杂度也随之大大增加，无法有效的利用硬件资源，软件流程也无法优化。

在保证系统功能完整性和系统结构层次化的基础上，如果能实现更多的外围器件共享，能简化处理器的控制方法，这样，硬件资源得到重复的利用，硬件设计方案复杂程度会大大降低，系统控制的流程会大大的简化，软件设计的复杂程度也会随之降低。

发明内容

本发明要解决的问题是克服现有多处理器系统存在的硬件资源不能有效共享、控制方法复杂等缺陷，提供一种多处理器共享控制装置。同时，本发明还提供一种采用该装置的多处理器系统及其从处理器的启动方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的多处理器共享控制装置包括一个共享控制模块和至少一个共享设备。共享控制模块接受主处理器的配置，实现对地址、数据以及其他总线的控制和启动从处理器的控制；共享设备用于保存启动从处理器所需的程序和数据，可以是ROM、RAM或者其他存储设备。

所述共享控制模块通过地址、数据总线和控制信号与共享设备连接，并且通过地址、数据总线和控制信号与主处理器和从处理器连接。

本发明提出的多处理器系统包括一个主系统、至少一个从系统以及至少一个多处理器共享控制装置。主系统包含主处理器、ROM、RAM、主从通迅接口和外部通迅接口，ROM用于存储主处理器启动所需的程序和数据，主处理器通过地址、数据总线和控制信号连接ROM、RAM、主从通迅接口和外部通迅接口，外部通迅接口可以连接其他设备，作为从处理器启动程序和数据的辅助来源。从系统包含从处理器、RAM以及主从通迅接口，从处理器通过地址、数据总线和控制信号连接RAM、主从通迅接口和多处理器共享控制装置。

从系统的主从通迅接口与主系统的主从通迅接口相连接；主从通迅接口不局限于特定的串行或者并行通迅接口。

多处理器共享控制装置包含一个共享控制模块和至少一个共享设备。共享控制模块接受主处理器的配置，实现对地址、数据以及其他总线的控制和启动从处理器的控制；共享设备用于保存启动从处理器所需的程序和数据，可以是ROM、RAM或者其他存储设备；共享控制模块通过地址、数据总线和控制信号分别与共享设备、主处理器和从处理器连接。

在多个从系统对称的情形下，上述多处理器系统只需要一个多处理器共享控制装置即可，主系统按照一定的次序启动选定的一个从系统后，可以按照同样的步骤启动下一个从系统，依次进行直到所有从系统启动完毕。所谓“对称的从系统”，是指主系统所带的任意一个从系统跟其他的从系统一样。由于每个从系统都是一样的，所以启动顺序是可以是随意的。

在多个从系统非对称的情形下，上述多处理器系统根据需要可以增设一个或多个多处理器共享控制装置，在保证系统功能完整性的情况下最大限度的利用硬件资源。多个共享控制装置可以通过地址、数据总线、其他总线或者特定信号进行区分。所谓“非对称的从系统”，是指主系统所带从系统并非都一样，而是存在不同的从系统。

本发明提出的一种多处理器系统中启动从处理器的方法，所述多处理器系统包括一个主系统、一个从系统以及一个多处理器共享控制装置，所述多处理器共享控制装置中的共享设备是一个ROM、RAM或其他存储设备，所述方法包括以下步骤：