專利名稱：一種基于雙處理器協(xié)作的信息顯示裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于嵌入式計算機技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及用于圖文信息顯示的采用雙處理器的計算機系統(tǒng)的設(shè)計。
背景技術(shù)：
在許多圖文信息顯示裝置(尤其是大型高速圖形顯示系統(tǒng))中，由于要進行大量數(shù)據(jù)的處理和傳輸，使得基于單處理器的系統(tǒng)在硬件和軟件設(shè)計上遇到較大困難，雙處理器架構(gòu)便成為首選。在基于雙處理器的顯示系統(tǒng)中，由于復(fù)雜的顯示任務(wù)往往由兩個處理器共同完成(例如，一個處理器負責(zé)圖形變換，另一個處理器負責(zé)顯示掃描)，處理器之間如何進行協(xié)同工作就成為系統(tǒng)設(shè)計的難點。協(xié)同工作涉及任務(wù)的分解、進程的通信和同步、資源的共享和訪問等等問題，如果這些問題解決得不好，將會構(gòu)成系統(tǒng)性能的瓶頸，系統(tǒng)在處理復(fù)雜任務(wù)時很難取得理想的速度和效果。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種基于雙處理器協(xié)同工作方式的圖文信息顯示裝置，該裝置能有效地克服雙處理器系統(tǒng)的性能瓶頸，提高復(fù)雜任務(wù)的處理速度和執(zhí)行效率。實現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是
一種基于雙處理器協(xié)作的信息顯示裝置，特點是該裝置包括顯示子系統(tǒng)A、顯示子系統(tǒng) B、協(xié)作單元和共享存儲單元，顯示子系統(tǒng)A與顯示子系統(tǒng)B分別通過各自的通信總線與協(xié)作單元連接、通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線與共享存儲單元連接；協(xié)作單元通過控制總線連接共享存儲單元；所述顯示子系統(tǒng)A包括處理器A、RAM-A、Flash ROM-Α、顯示器Α、輸入/ 輸出(I/O)接口和網(wǎng)絡(luò)接口，處理器A分別與RAM-A、Flash ROM-Α、顯示器Α、輸入/輸出 (I/O)接口和網(wǎng)絡(luò)接口連接；所述顯示子系統(tǒng)B包括處理器B、RAM-B, Flash ROM-B和顯示器B，處理器B分別與RAM-B、Flash ROM-B和顯示器B連接。所述協(xié)作單元由報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A、報文發(fā)送器B、同步器和調(diào)度器組成，報文解析器A和報文發(fā)送器A與顯示子系統(tǒng)A相連，報文解析器B和報文發(fā)送器B與顯示子系統(tǒng)B相連，同步器和調(diào)度器分別與報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A和報文發(fā)送器B相連，調(diào)度器通過控制總線連接共享存儲單元。所述共享存儲單元由RAM和RAM控制器組成，二者相互連接，而RAM控制器分別通過地址/數(shù)據(jù)總線A和B連接兩顯示子系統(tǒng)A和B，同時又通過控制總線與協(xié)作單元相連。
本發(fā)明主要由兩個顯示子系統(tǒng)(A和B)、協(xié)作單元和共享存儲單元組成，兩個子系統(tǒng)分別通過各自的通信總線與協(xié)作單元相連、通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線與共享存儲單元相連接，協(xié)作單元通過控制總線連接共享存儲單元；兩個顯示子系統(tǒng)都是典型的嵌入式計算機， 其處理器中運行著操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序；協(xié)作單元負責(zé)兩個顯示子系統(tǒng)的協(xié)同工作、數(shù)據(jù)交換和資源共享，協(xié)作單元可以是軟件模塊、或者是具有相同功能的芯片或硬件模塊、或者是帶固件的硬件模塊；協(xié)作單元與顯示子系統(tǒng)中的處理器之間使用專門的協(xié)議進行通信， 通信協(xié)議定義了協(xié)作單元與處理器間傳遞的信息類型和數(shù)據(jù)格式；共享存儲單元存放兩個顯示子系統(tǒng)均需使用的各種信息和數(shù)據(jù)，在協(xié)作單元的控制下，子系統(tǒng)A和B通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線對共享存儲單元有序地進行數(shù)據(jù)存取。協(xié)作單元由報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A、報文發(fā)送器B、同步器和調(diào)度器組成，報文解析器A和報文發(fā)送器A與子系統(tǒng)A相連，報文解析器B和報文發(fā)送器B與子系統(tǒng)B相連，同步器和調(diào)度器分別與報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A和報文發(fā)送器B相連接，調(diào)度器又通過控制總線連接到共享存儲單元上。協(xié)作單元通過對接收到的通信報文(來自顯示子系統(tǒng)A或B)進行解析，判斷兩個子系統(tǒng)所處的當前狀態(tài)，并通過發(fā)送包含特定控制命令的通信報文，對兩個子系統(tǒng)的運行狀態(tài)進行控制。協(xié)作單元中的同步器負責(zé)整個系統(tǒng)中分布式處理任務(wù)的具體管理，包括分布式任務(wù)所涉及各進程的激活、調(diào)度和跟蹤，各進程之間的通信和同步。協(xié)作單元中的調(diào)度器負責(zé)管理系統(tǒng)中各進程對共享資源的訪問各進程對資源的訪問請求在協(xié)作單元中進行排序，調(diào)度器對這些請求進行仲裁和調(diào)度，然后產(chǎn)生特定的控制信號，供共享存儲單元使用。共享存儲單元由RAM和RAM控制器組成，二者通過內(nèi)部的地址/數(shù)據(jù)總線相連，而 RAM控制器分別通過地址/數(shù)據(jù)總線A和B連到兩個顯示子系統(tǒng)上，同時又通過控制總線與同步單元相連。RAM控制器根據(jù)協(xié)作單元產(chǎn)生的控制信號來決定向某個子系統(tǒng)開放讀/寫總線，該子系統(tǒng)中的某個進程就能通過地址/數(shù)據(jù)總線對共享存儲單元中RAM的數(shù)據(jù)和信息進行存取。本發(fā)明通過在兩個顯示子系統(tǒng)之間設(shè)置一個稱之為協(xié)作單元的獨立功能模塊以及一個獨立的共享存儲單元，能夠有效地提高雙機系統(tǒng)的運行性能，改善系統(tǒng)中并發(fā)進程的執(zhí)行效率，避免共享資源的訪問沖突，提高復(fù)雜任務(wù)的處理速度。


圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖2為顯示子系統(tǒng)A的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為顯示子系統(tǒng)B的組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為協(xié)作單元的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5為兩個處理器與協(xié)作單元之間的通信報文格式示意圖； 圖6為共享存儲單元的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式現(xiàn)結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方法做詳細說明。參閱圖1，本發(fā)明主要由顯示子系統(tǒng)A和B、協(xié)作單元和共享存儲器組成，兩個子系統(tǒng)分別通過通信總線A和B與協(xié)作單元相連，共享存儲器也通過地址/數(shù)據(jù)總線連接到兩個顯示子系統(tǒng)上，協(xié)作單元與共享存儲器之間通過控制總線相連。顯示子系統(tǒng)A包括處理器A、RAM A、Flash ROM A、顯示器A、輸入/輸出(I/O)接口和網(wǎng)絡(luò)接口，如圖2所示。處理器A是核心組件，其他組件都通過各自的總線與處理器A 相連。顯示子系統(tǒng)B包括處理器B、RAM B,Flash ROM B和顯示器B，如圖3所示。同樣，處理器B也是子系統(tǒng)B的核心組件，通過總線連接子系統(tǒng)中的其他組件。處理器A和B可以是同質(zhì)的，也可以是異質(zhì)的。顯示子系統(tǒng)A承擔(dān)整個顯示裝置的系統(tǒng)管理、參數(shù)配置、網(wǎng)絡(luò)通信和人機交互等任務(wù)，而顯示子系統(tǒng)B專門負責(zé)顯示數(shù)據(jù)的處理、轉(zhuǎn)換和顯示掃描。當整個顯示系統(tǒng)的處理任務(wù)很重(例如系統(tǒng)以較高的速度顯示圖形或視頻圖像)或者子系統(tǒng)A比較空閑時，子系統(tǒng) A也可以承擔(dān)一些圖像處理和圖形變換的計算任務(wù)。兩個顯示子系統(tǒng)是并行工作的，二者為了協(xié)同工作，需要傳遞命令、同步狀態(tài)以及交換數(shù)據(jù)。兩個子系統(tǒng)的處理器之間并不直接進行通信和互操作，而是通過各自的通信總線與協(xié)作單元相連，協(xié)作單元承擔(dān)了協(xié)同兩個處理器并行工作的任務(wù)。協(xié)作單元的內(nèi)部組成結(jié)構(gòu)如圖4所示。兩個處理器與協(xié)作單元之間的通信采用專門設(shè)計的協(xié)議，協(xié)議從下往上由物理層、鏈路層、傳輸層和應(yīng)用層組成。傳輸層以數(shù)據(jù)包(又稱報文)為單位，包括包發(fā)送和包解析兩部分功能。數(shù)據(jù)包格式如圖5所示，各字段定義如下
SOP (Start of Packet)報文起始字節(jié)，約定為0x49. 報文類型報文傳輸?shù)臄?shù)據(jù)類型。進程ID:發(fā)送報文的進程編號。長度報文數(shù)據(jù)的長度(以字節(jié)為單位)。數(shù)據(jù)域報文的數(shù)據(jù)塊。CRC 循環(huán)冗余校驗。EOP (End of Packet)報文結(jié)束字節(jié)，約定為 0xc5.
通信總線中傳輸?shù)膱笪挠腥箢愋蛿?shù)據(jù)、命令和狀態(tài)，具體類型取決于報文內(nèi)容，例
如
權(quán)利要求
1.一種基于雙處理器協(xié)作的信息顯示裝置，其特征在于該裝置包括顯示子系統(tǒng)A、顯示子系統(tǒng)B、協(xié)作單元和共享存儲單元，顯示子系統(tǒng)A與顯示子系統(tǒng)B分別通過各自的通信總線與協(xié)作單元連接、通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線與共享存儲單元連接；協(xié)作單元通過控制總線連接共享存儲單元；所述顯示子系統(tǒng)A包括處理器A、RAM-A、Flash ROM-Α、顯示器A、 輸入/輸出(I/O)接口和網(wǎng)絡(luò)接口，處理器A分別與RAM-A、Flash ROM-Α、顯示器Α、輸入 /輸出(I/O)接口和網(wǎng)絡(luò)接口連接；所述顯示子系統(tǒng)B包括處理器B、RAM-B、Flash ROM-B 和顯示器B，處理器B分別與RAM-B、Flash ROM-B和顯示器B連接。
2.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述協(xié)作單元由報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A、報文發(fā)送器B、同步器和調(diào)度器組成，報文解析器A和報文發(fā)送器A與顯示子系統(tǒng)A相連，報文解析器B和報文發(fā)送器B與顯示子系統(tǒng)B相連，同步器和調(diào)度器分別與報文解析器A、報文解析器B、報文發(fā)送器A和報文發(fā)送器B相連，調(diào)度器通過控制總線連接共享存儲單元。
3.如權(quán)利要求1所述的顯示裝置，其特征在于所述共享存儲單元由RAM和RAM控制器組成，二者相互連接，而RAM控制器分別通過地址/數(shù)據(jù)總線A和B連接兩顯示子系統(tǒng)A 和B，同時又通過控制總線與協(xié)作單元相連。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于雙處理器協(xié)作的信息顯示裝置，該裝置由兩個顯示子系統(tǒng)、協(xié)作單元和共享存儲單元組成，兩個顯示子系統(tǒng)分別通過各自的通信總線與協(xié)作單元相連、通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線與共享存儲單元相連，協(xié)作單元通過控制總線連接共享存儲單元。協(xié)作單元負責(zé)兩個顯示子系統(tǒng)的協(xié)同工作、數(shù)據(jù)交換和資源共享。協(xié)作單元與兩個顯示子系統(tǒng)的處理器之間使用協(xié)議進行通信，通信協(xié)議定義了協(xié)作單元與處理器間傳遞的信息類型和數(shù)據(jù)格式。協(xié)作單元負責(zé)整個系統(tǒng)中分布式處理任務(wù)的具體管理，包括分布式任務(wù)所涉及各進程的激活、調(diào)度和跟蹤，各進程之間的通信和同步。共享存儲單元存放兩個顯示子系統(tǒng)均需使用的各種信息和數(shù)據(jù)，在協(xié)作單元的控制下，子系統(tǒng)通過各自的地址/數(shù)據(jù)總線對共享存儲單元中的RAM進行有序訪問。本發(fā)明能夠有效地提高雙處理器系統(tǒng)的運行性能，改善系統(tǒng)中并發(fā)進程的執(zhí)行效率，避免共享資源的訪問沖突，提高復(fù)雜任務(wù)的處理速度。
文檔編號G06F15/167GK102184157SQ20111013039
公開日2011年9月14日 申請日期2011年5月19日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月19日
發(fā)明者廖悅, 晏渭川, 胡星波 申請人:華東師范大學(xué)