專利名稱：一種多處理機(jī)復(fù)用外圍pci設(shè)備的方法
所屬領(lǐng)域本發(fā)明涉及嵌入式多處理機(jī)領(lǐng)域，特別是涉及大型嵌入式設(shè)備中多處理機(jī)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)一種基于PCI網(wǎng)的多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法。
由于現(xiàn)行的嵌入式軟件開發(fā)平臺(tái)是通過網(wǎng)絡(luò)或串口調(diào)試目標(biāo)程序，如果沒有調(diào)試手段將給程序員編程和查錯(cuò)增加了很大的困難，特別是對(duì)大型嵌入式設(shè)備的軟件開發(fā)來說，沒有調(diào)試通道幾乎是不可能的。而目前的方法是為每個(gè)處理機(jī)增加一個(gè)串口作為調(diào)試的手段。但是這些串口在系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)是空閑的，造成系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，而且串口通信的帶寬也限制了軟件調(diào)試進(jìn)度。
本發(fā)明提出一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，包括以下步驟步驟1，主處理機(jī)系統(tǒng)初始化1)初始化PCI總線上的所有的處理機(jī)和PCI設(shè)備，分配地址空間和中斷向量；2)主處理機(jī)加載所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；3)開放主處理機(jī)上的所述PCI設(shè)備中斷，啟動(dòng)所述PCI設(shè)備；4)向從處理機(jī)發(fā)送PCI設(shè)備已經(jīng)正常運(yùn)行的通知；步驟2，從處理機(jī)系統(tǒng)初始化1)接收PCI設(shè)備正常運(yùn)行通知；2)從處理機(jī)加載所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；3)關(guān)閉從主處理機(jī)上的所述PCI設(shè)備中斷，禁止從處理機(jī)使用所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；步驟3，PCI設(shè)備由源處理機(jī)使用切換到目的處理機(jī)使用1)目的處理機(jī)發(fā)送請(qǐng)求消息到源處理機(jī)；2)停止所述PCI設(shè)備的運(yùn)行，屏蔽源處理機(jī)的PCI設(shè)備中斷，禁止驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送數(shù)據(jù)到PCI設(shè)備的發(fā)送緩沖區(qū)；3)向目的處理機(jī)發(fā)送請(qǐng)求成功消息；4)目的處理機(jī)啟動(dòng)PCI設(shè)備，并開放PCI設(shè)備中斷，允許使用PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，完成切換。
采用本發(fā)明的多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，具有以下三個(gè)方面的優(yōu)點(diǎn)(1)由于不再需要為每個(gè)處理機(jī)配置串口，減少了系統(tǒng)中設(shè)備的數(shù)量，降低硬件成本；(2)由于不用將數(shù)據(jù)經(jīng)過主處理機(jī)進(jìn)行轉(zhuǎn)發(fā)而占用PCI總線的帶寬，可以提高多處理機(jī)系統(tǒng)中通信帶寬效率；(3)對(duì)每個(gè)處理機(jī)可以將PCI設(shè)備指定給其進(jìn)行調(diào)試，加快軟件調(diào)試進(jìn)度。


圖1現(xiàn)有技術(shù)多處理機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2本發(fā)明的多處理機(jī)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3本發(fā)明的多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法流程圖；
而本發(fā)明的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)(參考圖2所示)由于可以將PCI設(shè)備指定給單個(gè)處理機(jī)使用，這樣就不再需要增加專門的串口來調(diào)試單個(gè)處理機(jī)；而且各處理機(jī)向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以直接通過PCI設(shè)備發(fā)送，不再需要經(jīng)過主處理器的轉(zhuǎn)發(fā)。
下面再就以PCI網(wǎng)卡為本發(fā)明的PCI設(shè)備，具體介紹如何實(shí)現(xiàn)多處理機(jī)復(fù)用PCI網(wǎng)卡。首先所有的處理機(jī)和網(wǎng)卡都連接在PCI總線上，其中的一個(gè)處理機(jī)是PCI總線的主設(shè)備，負(fù)責(zé)為其他的處理機(jī)和網(wǎng)卡分配PCI空間，為了讓所有的處理機(jī)都能使用同一個(gè)網(wǎng)卡，網(wǎng)卡的中斷申請(qǐng)線要同時(shí)連接上所有的處理機(jī)。參考圖3所示的實(shí)現(xiàn)流程圖系統(tǒng)設(shè)計(jì)主要涉及到PCI網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)的設(shè)計(jì)，主處理機(jī)初始化PCI總線上的所有的處理機(jī)和PCI設(shè)備，分配PCI空間和I/O空間；其它的處理機(jī)都不做PCI初始化。為了達(dá)到處理機(jī)之間輪換使用網(wǎng)卡的目的，一般由主當(dāng)前使用網(wǎng)卡的處理機(jī)指定網(wǎng)卡新使用者，當(dāng)前使用網(wǎng)卡的處理機(jī)釋放網(wǎng)卡，新的使用者開始使用網(wǎng)卡。這就需要在主處理機(jī)與其他處理機(jī)之間有一種通信手段可以采用PCI共享內(nèi)存或PCI的消息機(jī)制(Message Unit)。具體過程如下1.初始化過程 系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，主處理機(jī)上的程序初始化PCI總線上的所有處理機(jī)和設(shè)備。 主處理機(jī)將為網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序分配初始化信息的空間、發(fā)送和接受描述符表、接受和發(fā)送緩沖區(qū)空間。 主處理機(jī)初始化以上空間中的信息，啟動(dòng)網(wǎng)卡運(yùn)行。 主處理機(jī)通過處理機(jī)之間的通信手段通告其他的處理機(jī)，設(shè)備正常運(yùn)行。 其他的處理機(jī)接受到上面通告后，加載網(wǎng)卡驅(qū)動(dòng)程序；但是不啟動(dòng)網(wǎng)卡，禁止發(fā)送數(shù)據(jù)到網(wǎng)卡的發(fā)送緩沖區(qū)，也不開放網(wǎng)卡的中斷。 所有的處理機(jī)網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧使用相同的IP地址。2.網(wǎng)卡切換過程 當(dāng)前使用網(wǎng)卡的處理機(jī)接受到網(wǎng)卡切換消息后，首先停止網(wǎng)卡的運(yùn)行，屏蔽網(wǎng)卡的中斷，禁止驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送任何數(shù)據(jù)到網(wǎng)卡的發(fā)送緩沖區(qū)。 當(dāng)前使用網(wǎng)卡的處理機(jī)通過處理機(jī)之間通信的手段通告目的處理機(jī)請(qǐng)求成功。 目的處理機(jī)重新初始化一次網(wǎng)卡初始化信息的空間、發(fā)送和接受描述符表、接受和發(fā)送緩沖區(qū)空間。 目的處理機(jī)啟動(dòng)網(wǎng)卡運(yùn)行，允許發(fā)送數(shù)據(jù)，開放網(wǎng)卡中斷。在單調(diào)某個(gè)處理機(jī)時(shí)，程序員可以直接使用PCI網(wǎng)卡，并指定將該網(wǎng)卡配置給待調(diào)處理機(jī)，通過網(wǎng)卡調(diào)試單個(gè)處理機(jī)上的程序，十分方便，還大大增加了軟件調(diào)試的帶寬，節(jié)省硬件投入。
當(dāng)某個(gè)處理機(jī)需要通過PCI網(wǎng)卡輸出數(shù)據(jù)時(shí)，不再需要使用PCI總線將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)發(fā)使用網(wǎng)卡的主處理機(jī)，再由其通過PCI網(wǎng)卡輸出，而是直接申請(qǐng)使用網(wǎng)卡進(jìn)行數(shù)據(jù)輸出，節(jié)省了PCI總線的帶寬。
權(quán)利要求
1.一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1，主處理機(jī)系統(tǒng)初始化1)初始化PCI總線上的所有的處理機(jī)和PCI設(shè)備，分配地址空間和中斷向量；2)主處理機(jī)加載所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；3)開放主處理機(jī)上的所述PCI設(shè)備中斷，啟動(dòng)所述PCI設(shè)備；4)向從處理機(jī)發(fā)送PCI設(shè)備已經(jīng)正常運(yùn)行的通知；步驟2，從處理機(jī)系統(tǒng)初始化1)接收PCI設(shè)備正常運(yùn)行通知；2)從處理機(jī)加載所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；3)關(guān)閉從主處理機(jī)上的所述PCI設(shè)備中斷，禁止從處理機(jī)使用所述PCI設(shè)備的驅(qū)動(dòng)程序；步驟3，PCI設(shè)備由源處理機(jī)使用切換到目的處理機(jī)使用1)目的處理機(jī)發(fā)送請(qǐng)求消息到源處理機(jī)；2)停止所述PCI設(shè)備的運(yùn)行，屏蔽源處理機(jī)的PCI設(shè)備中斷，禁止驅(qū)動(dòng)程序發(fā)送數(shù)據(jù)到PCI設(shè)備的發(fā)送緩沖區(qū)；3)向目的處理機(jī)發(fā)送請(qǐng)求成功消息；4)目的處理機(jī)啟動(dòng)PCI設(shè)備，并開放PCI設(shè)備中斷，允許使用PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，完成切換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，其特征在于，所述主處理機(jī)與其他處理機(jī)之間采用PCI共享內(nèi)存的方式進(jìn)行通訊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，其特征在于，所述主處理機(jī)與其他處理機(jī)之間采用PCI的消息機(jī)制(Message Unit)通訊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，其特征在于，所述各處理機(jī)的網(wǎng)絡(luò)協(xié)議棧使用同一IP地址。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，其特征在于，所述的PCI設(shè)備是PCI網(wǎng)卡。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種多處理機(jī)復(fù)用外圍PCI設(shè)備的方法，通過對(duì)主處理機(jī)和從處理機(jī)進(jìn)行系統(tǒng)初始化，使得每個(gè)處理機(jī)都加載一套PCI設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序，而只有使用該P(yáng)CI設(shè)備的處理機(jī)的PCI設(shè)備中斷才給予開放，切換時(shí)通過處理機(jī)之間的消息交互機(jī)制通知源處理機(jī)先屏蔽中斷，再通知目的處理機(jī)開放PCI中斷，啟動(dòng)PCI設(shè)備。本發(fā)明廣泛適用于嵌入式多處理機(jī)系統(tǒng)，尤其是大型嵌入式設(shè)備中。采用本發(fā)明的方法由于不再需要為每個(gè)處理機(jī)配置一串口用于調(diào)試，而是直接通過PCI設(shè)備進(jìn)行調(diào)試，節(jié)約了系統(tǒng)的成本，加快了調(diào)試速度；在處理機(jī)需要向外發(fā)送數(shù)據(jù)時(shí)，可以直接通過PCI設(shè)備輸出，不需要經(jīng)過主處理機(jī)轉(zhuǎn)發(fā)，提高了系統(tǒng)的帶寬利用率。
文檔編號(hào)G06F9/48GK1430144SQ0113809
公開日2003年7月16日 申請(qǐng)日期2001年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月31日
發(fā)明者童小九, 張超峰, 鐘衛(wèi)東, 吳波 申請(qǐng)人:深圳市中興通訊股份有限公司上海第二研究所