Реферат: Поняття мультімікропроцесорних систем

Малюнок 3. Алгоритм функціонування співпроцесорної конфігурації

1.2 Сильно зв'язана конфігурація

У цьому випадку обидва процесори працюють незалежно, але розділяють генератор синхронізації та логіку керування шиною.

Алгоритм меж процесорної взаємодії наведений на мал. 4.

Основний принцип взаємодії полягає у тому, що центральний процесор формує керуюче повідомлення в розділеній пам'яті й активізує незалежний процесор, посилаючи наказ в один з його портів. Потім незалежний процесор звертається до розділеної пам'яті, одержує відтіля призначену йому завдання й виконує її паралельно із центральним процесором. Формат повідомлення про завершення завдання звичайно обумовлений видом (архітектурою й призначенням ) незалежного процесора.

1.3 Слабко зв'язана конфігурація

У слабко зв'язаних конфігураціях кожний центральний процесор має свою логіку керування шиною, а арбітраж шини досягається шляхом розширення цієї логіки й введення загальної для всіх провідних модулів зовнішньої логіки.

Переваги:

1. Система допускає модульне розширення. Кожний провідний модуль є незалежним пристроєм і звичайно це або окрема друкована плата або окрема мікросхема. Отже, такі модулі можна додавати або видаляти, не впливаючи на інші модулі в системі;

2. Відмова в одному модулі звичайно не викликає простою всієї системи, а модуль, що відмовив, можна легко знайти й замінити;

3. Кожний ведучий шини може мати локальну шину для доступу до відповідної пам'яті й пристроїв вводу/виводу, чим досягається високий ступінь паралельної обробки.

4. Особливість слабко зв'язаної конфігурації - наявність розвиненої логіки доступу до шини.

Три способи завдання пріоритетів:

- пріоритетний ланцюжок (мал.5);

- опитування (мал.6);

- незалежні запити (мал.7).

Пріоритет у випадку приоритетного ланцюжка визначається фізичним розташуванням модуля в системі, а якість – у мінімальному числі ліній керування, що не залежить від числа модулів у системі. Недолік ─ затримка поширення сигналу дозволу шини, що прямо пропорційна числу модулів у системі.

Пріоритет у випадку опитування – при появі сигналу "Запит шини " контролер генерує послідовність адрес модулів. Коли запитуючий модуль розпізнає свою адресу, він формує активний сигнал " Зайнятість шини ". Вартість - динамічна зміна пріоритетів провідні шини.

Малюнок 4 . Алгоритм між процесорної взаємодії

Малюнок 5. Пріоритетний ланцюжок

Малюнок 6. Опитування.

мультипроцесорний конфігурація архітектура схема

Малюнок 7. Незалежні запити

Пріоритети враховуються паралельно. Кожний модуль має окрему пару ліній запиту шини (2,4,6) й дозволи шини (1,3,5) й кожній парі призначений свій пріоритет, що перебуває в контролері. Дешифратор пріоритетів вибирає запит з максимальним пріоритетом і повертає відповідний сигнал дозволу шини. Арбітраж реалізується дуже швидко й не залежить від числа модулів у системі. Вада - максимальна швидкодія. Недолік - велика кількість ліній запиту та дозволу шини ( для n модулів необхідно 2n ліній).

2. Архітектура ММПС із загальною і розподіленою пам'яттю

До першого класу з загальною (поділюваною) пам'яттю відносяться ММПС, у якій кількість процесорних елементів ≤ 32 і тому що в системі усього одна пам'ять з тим самим часом доступу, ці обчислювальні системи іноді називаються UMA (Uniform Memory Access).

До другого класу (з розподіленою пам'яттю) відносяться системи в яких, крім загальної пам'яті, існує і визначений обсяг власної (локальної ) пам'яті, доступ до якої можуть мати всі процесорні елементи, що входять у систему.

3. Протоколи взаємодії (забезпечення когерентності кеш-пам'яті) ММПС – MESI, DASH

3.1 Стратегія запису в кеш-пам'яті (К-П)

При роботі з К-П операції читання складають близько 90 % і близько 10 % - операції запису. Читання блоку починається відразу, як тільки стає доступним адреса блоку. При читанні з улученням блок негайно відправляється в процесор. При записі процесор визначає розмір запису (від одного до 8 байт) і тільки ця частина може бути змінена Ця операція називається читання-модифікація – запис. При читанні здійснюється читання оригіналу блоку, при модифікації – модифікація частини блоку при необхідності – при записі запис нового значення блоку. Модифікація не може починатися доти, поки не переконаємося у влученні. Операція запису займає більше часу, чим читання і тому організація К-П у різних архітектурах відрізняється саме стратегією виконання запису.

- Наскрізний запис – запис здійснюється відразу в К-П і блок більш низького рівня ( К-П другого рівня чи основну пам'ять).