多处理器配置概述

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多处理器是指同时执行指令的多组处理器。存在三种基本的多处理器配置。

• 协处理器配置
• 紧密耦合的配置
• 松耦合配置

协处理器配置

协处理器是微处理器芯片上专门设计的电路，可以非常快速地执行微处理器执行的相同任务。它减少了主处理器的工作负载。协处理器共享相同的存储器、IO系统、总线、控制逻辑和时钟发生器。协处理器处理专门的任务，如数学计算、屏幕上的图形显示等。

8086 和 8088 可以执行大部分运算，但它们的指令集无法执行复杂的数学运算，因此在这些情况下微处理器需要像 Intel 8087 数学协处理器这样的数学协处理器，它可以轻松快速地执行这些运算。

协处理器配置框图

协处理器和处理器是如何连接的？

• 协处理器和处理器通过TEST、RQ-/GT-和QS ₀ & QS ₁信号连接。

• TEST 信号连接到协处理器的 BUSY 引脚，其余 3 个引脚连接到协处理器的同名 3 个引脚。

• TEST 信号负责协处理器的活动，即协处理器忙碌或空闲。

• RT-/GT-用于总线仲裁。

• 协处理器使用 QS ₀和 QS ₁来跟踪主处理器队列的状态。

紧密耦合配置

紧密耦合配置类似于协处理器配置，即两者与主机处理器共享相同的存储器、I/O系统总线、控制逻辑和控制生成器。然而，协处理器和主处理器获取并执行它们自己的指令。系统总线由协处理器和主处理器独立控制。

紧密耦合配置框图

处理器和独立处理器是如何连接的？

• 主机和独立处理器之间的通信是通过内存空间完成的。

• 这些指令均不用于通信，如 WAIT、ESC 等。

• 主机处理器管理内存并通过向其端口之一发送命令来唤醒独立处理器。

• 然后独立处理器访问内存来执行任务。

• 任务完成后，它通过使用状态信号或中断请求向主处理器发送确认。

松耦合配置

松耦合配置由基于微处理器的系统的多个模块组成，这些模块通过公共系统总线连接。每个模块都由自己的时钟发生器、存储器、I/O 设备组成，并通过本地总线连接。

松耦合配置框图

优点

• 拥有多个处理器可以提高效率。

• 每个处理器都有自己的本地总线来访问本地内存/I/O 设备。这使得很容易实现并行处理。

• 系统结构灵活，单个模块的故障不会影响整个系统的故障；有故障的模块可以稍后更换。