專利名稱：控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)技術(shù)，尤其涉及一種將控制類指令與計(jì)算類指令分別使用不同處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
所有計(jì)算機(jī)都有指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)中有控制類指令，如轉(zhuǎn)移指令、停機(jī)指令、中斷的開關(guān)指令、置條件碼指令等，還有計(jì)算類指令，如針對(duì)不同數(shù)據(jù)類型的四則運(yùn)算，邏輯運(yùn)算等?？刂祁愔噶顩Q定程序的走向，計(jì)算類指令實(shí)施運(yùn)算，傳統(tǒng)計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)將此兩類指令混雜在一起，致使指令系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)計(jì)難度大；由于指令復(fù)雜，指令部件的速度提高就困難，束縛了整體速度的提高；束縛了運(yùn)算類指令的發(fā)展，因?yàn)椴煌瑢挾鹊臄?shù)據(jù)(如8 位的數(shù)據(jù)寬度或16位的數(shù)據(jù)寬度)是完全不同的指令系統(tǒng)，如果將控制指令與運(yùn)算指令分離，那么數(shù)據(jù)寬度的變化，數(shù)據(jù)類型的變化，甚至計(jì)算方法的改變都不影響控制類指令。 現(xiàn)有技術(shù)中也有使用雙處理器或多處理器的計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)，但從每個(gè)處理器的工作任務(wù)設(shè)計(jì)上，還是控制類指令與計(jì)算類指令混雜方式。如
公開日為2007年10月17日、公開號(hào)為 CN101055556的專利文獻(xiàn)公開了這樣的技術(shù)方案一種多CPU系統(tǒng)，包括整個(gè)系統(tǒng)由多個(gè)獨(dú)立的CPU、一個(gè)消息交換單元和一個(gè)定時(shí)消息發(fā)送單元組成，各個(gè)CPU之間只能通過該交換單元相互聯(lián)系，交換單元與各CPU之間采用FIFO或者高速串行接口進(jìn)行連接，CPU與交換單元之間通過消息傳遞信息，交換單元與定時(shí)消息發(fā)送單元合作，監(jiān)控系統(tǒng)中各CPU的狀態(tài)，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)異常，恢復(fù)正常運(yùn)行，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更強(qiáng)的穩(wěn)定性、更好的安全性以及更快速的CUP間通訊。但是該方案的不足之處仍然是每個(gè)CUP所運(yùn)行指令為控制類指令與計(jì)算類指令混雜方式。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的控制指令與運(yùn)算指令混雜致使指令系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度大，影響整體速度提高等技術(shù)問題，提供一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，它不論計(jì)算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，因而系統(tǒng)軟件的兼容性好、靈活性更高，便于形成不同數(shù)據(jù)寬度、不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同計(jì)算指令集的計(jì)算機(jī)，而系統(tǒng)軟件或管理軟件仍保持不變，大幅提高設(shè)計(jì)和使用計(jì)算機(jī)的工作效率。本實(shí)用新型針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備，存儲(chǔ)器包括第一內(nèi)部存儲(chǔ)器(控制處理器的工作存儲(chǔ)器)、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器(計(jì)算處理器的工作存儲(chǔ)器)和外部存儲(chǔ)器，還包括控制處理器，計(jì)算處理器，控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，計(jì)算處理器連接第二內(nèi)部存儲(chǔ)器，控制處理器與計(jì)算處理器間采用總線連接。 本實(shí)用新型的這種計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由兩組指令系統(tǒng)組成，控制類指令控制程序走向；計(jì)算類指令進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。專職控制類指令的處理器稱為控制處理器，專職計(jì)算類指令的處理器稱為計(jì)算處理器。在實(shí)際使用中，由控制處理器連接外部接口設(shè)備，負(fù)責(zé)與外界的通訊，
3并作為運(yùn)行操作系統(tǒng)的平臺(tái)，計(jì)算處理器進(jìn)行圖像處理、科學(xué)計(jì)算等計(jì)算類工作。控制處理器因?yàn)椴恍枰幚泶罅繉Ｓ脭?shù)據(jù)、也不需要做復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算，所以它的重點(diǎn)放在對(duì)外通訊、人機(jī)交互界面和通用開發(fā)環(huán)境上，它也是操作系用的運(yùn)行平臺(tái)，不論計(jì)算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，這就使得控制處理器及外圍輸入輸出端口設(shè)計(jì)通用性更好，靈活性更高，在計(jì)算機(jī)硬件不斷升級(jí)的發(fā)展過程中，控制處理器可以基本保持不變；計(jì)算處理器設(shè)計(jì)成具有更高速計(jì)算能力的處理器，它完成全部大數(shù)據(jù)量的計(jì)算處理，控制處理器與計(jì)算處理器間采用總線方式進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸和通信。這樣的方案使計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)更加合理，工作速度和效率更高。作為優(yōu)選，計(jì)算處理器還連接外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口。通過外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口連接視頻實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通道、以及其他需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的設(shè)備。作為優(yōu)選，總線是存儲(chǔ)器總線，存儲(chǔ)器總線連接在控制處理器與計(jì)算處理器之間作為通信總線。作為優(yōu)選，存儲(chǔ)器總線由雙端口共享存儲(chǔ)器提供，所述雙端口共享存儲(chǔ)器是一個(gè)具有兩個(gè)完全獨(dú)立的SRAM接口的共享存儲(chǔ)器。該種方式即為雙端口互聯(lián)方式，它允許兩個(gè)處理器單元獨(dú)立訪問一個(gè)共用存儲(chǔ)器空間，從而通過其存儲(chǔ)器總線并利用標(biāo)準(zhǔn)讀寫操作來交換數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)處理器間通信。作為優(yōu)選，控制處理器還連接USB總線接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口，以及其他應(yīng)用接口都可以設(shè)成使用控制處理器進(jìn)行管理的外部口。本實(shí)用新型帶來的有益效果是，無論計(jì)算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，使得控制處理器及輸入輸出端口通用性更好、靈活性更高、系統(tǒng)軟件的兼容性更好，可使計(jì)算處理器設(shè)計(jì)成具有更高速計(jì)算能力的處理器，大幅提高設(shè)計(jì)和使用計(jì)算機(jī)的工作效率。

圖1是本實(shí)用新型的一種原理框圖。圖中1是第一存儲(chǔ)器，2是第二存儲(chǔ)器，3是外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口，4是控制處理器，5是雙端口共享存儲(chǔ)器，6是計(jì)算處理器，7是外部存儲(chǔ)器，8是鍵盤，9是顯示器，10是 USB接口，11是通信接口，12是網(wǎng)絡(luò)接口。
具體實(shí)施方式
下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體說明。實(shí)施例如圖1所示，本實(shí)用新型是一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括鍵盤8，顯示器9，USB接口 10，通信接口 11，網(wǎng)路接口 12，第一內(nèi)部存儲(chǔ)器1、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器2，外部存儲(chǔ)器7，控制處理器4，計(jì)算處理器6 ；控制處理器4連接鍵盤8、顯示器9、USB接口 10、通信接口 11、網(wǎng)路接口 12、第一內(nèi)部存儲(chǔ)器1、外部存儲(chǔ)器7，計(jì)算處理器6連接第二內(nèi)部存儲(chǔ)器2、外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口 3，雙端口共享存儲(chǔ)器5的一個(gè)端口通過存儲(chǔ)器總線連接控制處理器4，另一個(gè)端口通過存儲(chǔ)器總線連接計(jì)算處理器6，從而建立起控制處理器4與計(jì)算處理器6間的高速通道。外部存儲(chǔ)器7是硬盤。[0015]控制處理器4所形成的平臺(tái)上安裝操作系統(tǒng)，專職管理輸入輸出設(shè)備、輸入輸出端口，計(jì)算處理器6連接第二存儲(chǔ)器2、數(shù)據(jù)輸入輸出接口 3，從而構(gòu)成子系統(tǒng)，并接受控制處理器4平臺(tái)上的操作系統(tǒng)管理，專職科學(xué)計(jì)算，比如圖形處理、圖像處理、結(jié)構(gòu)分析計(jì)算、 專業(yè)軟件運(yùn)行等。所以本實(shí)用新型具有無論計(jì)算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，使得控制處理器及輸入輸出端口通用性更好、靈活性更高，可使計(jì)算處理器設(shè)計(jì)成具有更高速計(jì)算能力的處理器，大幅提高設(shè)計(jì)和使用計(jì)算機(jī)的工作效率等特征。
權(quán)利要求1.一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，包括存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備，所述存儲(chǔ)器包括第一內(nèi)部存儲(chǔ)器、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，其特征在于還包括控制處理器，計(jì)算處理器，所述控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，計(jì)算處理器連接第二內(nèi)部存儲(chǔ)器，控制處理器與計(jì)算處理器間采用總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述計(jì)算處理器還連接外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述總線是存儲(chǔ)器總線，所述存儲(chǔ)器總線連接在控制處理器與計(jì)算處理器之間作為通信總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述存儲(chǔ)器總線由雙端口共享存儲(chǔ)器提供，所述雙端口共享存儲(chǔ)器是一個(gè)具有兩個(gè)完全獨(dú)立的SRAM接口的共享存儲(chǔ)器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，其特征在于所述控制處理器還連接USB總線接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種控制類指令與計(jì)算類指令分離式計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的控制指令與運(yùn)算指令混雜致使指令系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)計(jì)難度大，影響整體速度提高等技術(shù)問題，它包括存儲(chǔ)器、輸入輸出設(shè)備，存儲(chǔ)器包括第一內(nèi)部存儲(chǔ)器、第二內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，還包括控制處理器，計(jì)算處理器，控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲(chǔ)器和外部存儲(chǔ)器，計(jì)算處理器連接第二內(nèi)部存儲(chǔ)器，控制處理器與計(jì)算處理器間采用總線連接，它可有效提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)工作速度和工作效率。
文檔編號(hào)G06F9/30GK202217273SQ20112033318
公開日2012年5月9日 申請(qǐng)日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者朱瑞, 鞠怡明 申請(qǐng)人:蘇州科雷芯電子科技有限公司