[发明专利]基于龙芯的分布式多处理器控制系统

权利要求书

1.一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于：该控制系统由控制单元和功能模块单元组成，其中控制单元可以由从2个到8个龙芯处理器2E和各自的程序FLASH构成，通过共用的系统总线与功能模块单元进行通讯；功能模块单元包括数字和模拟信号采集模块、音频视频和无线通讯模块、IDE硬盘和网络接口模块、RS232和RS422以及PWM驱动模块、USB和红外接口CAN总线模块，控制单元和功能模块单元之间的信息交互采用可编程器件设计的总线协调器负责协调；其连接关系为：控制单元通过龙芯处理器2E的数据总线和共用的系统总线相连，共用的系统总线与功能模块单元通过标准总线定义相连接，控制单元和功能模块单元在共用的系统总线进行通讯，功能模块单元包括数字和模拟信号采集模块、音频视频和无线通讯模块、IDE硬盘和网络接口模块、RS232和RS422以及PWM驱动模块、USB和红外接口CAN总线模块；采用可编程逻辑器件设计的总线协调器负责协调处理单元和外围功能模块之间的信息交互。

2.如权利要求1所述的一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于：采用的可编程器件设计的总线协调器，主要包括任务分配、空闲监测、优先处理、处理器状态监测4个功能模块；总线协调器功能模块连接关系如下：其中任务分配模块输入端和系统总线相连，其输出端和控制单元的龙芯处理器相连，任务分配模块主要负责控制系统或控制器的任务分配给具体的龙芯处理器处理，在系统工作前已经划分好，并根据处理器状态进行动态的调整；空闲监测模块的输入端和控制单元以及系统总线相连，空闲监测模块的输出端管理具体的任务分配，空闲监测模块负责监测总线或处理器空闲和忙的情况，是否有事件请求，以及被请求对象的是否空闲等；优先处理模块的输入端和控制单元以及系统总线相连，优先处理模块的输出端将请求进行优先处理排队等候被请求对象空闲状态，优先处理模块是当总线或处理器请求时，被请求对象没有处于空闲状态，将请求进行优先处理排队等候被请求对象空闲状态；处理器状态监测模块的输入端和控制单元的分布式处理单元相连，对分布式处理单元的处理器是否正常进行监测，输出端和系统总线相连，工作正常时处理器会定时向总线协调器写状态标志。

3.如权利要求1所述的一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于总线协调器对于外围接口模块的请求处理流程是：首先由任务分配模块判断任务归属的处理器，再根据处理器状态监测模块判断处理器是否正常；如果处于故障状态，由任务分配模块重新分配任务归属的处理器；如果处于正常状态，空闲监测模块监测处理器空闲和忙的情况，空闲情况则请求处理器响应外围接口模块的请求并进行处理，忙的情况优先处理模块将请求进行优先处理排队等候处理器空闲状态。

4.如权利要求1所述的一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于：总线协调器对于处理器的请求处理流程是首先根据处理器状态监测模块判断处理器是否正常，如果处于故障状态，则不响应处理器的请求；如果处于正常状态，由任务分配模块判断任务归属的外围接口模块；空闲监测模块监测总线空闲和忙的情况，空闲情况则请求总线响应处理器的请求并进行处理，忙的情况优先处理模块将请求进行优先处理排队等候总线空闲状态。

5.如权利要求1所述的一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于：龙芯处理器2E和总线协调器具体的总线连接定义，龙芯处理器2E总线包括64位双向系统地址数据总线，12位双向命令数据标识总线，3位总线仲裁信号，1位数据传输有效标识信号，2位数据传输流控制信号，5位针对外部写操作请求号释放信号(含有效位)，4位全局写请求号释放信号(含有效位)。

6.如权利要求1所述的一种基于龙芯的分布式多处理器控制系统，其特征在于：分布式处理系统中龙芯处理器的主程序流程是龙芯处理器启动后调用程序FLASH中的初始化程序对资源进行初始化，向总线协调器写入状态标志，释放总线置空闲状态，等待任务调度，如果是外围接口模块任务请求，响应并完成处理；如果是处理器任务请求，通过总线协调器完成任务处理。