一种基于交换结构的多处理器数据交互方法技术

本发明专利技术一种基于交换结构的多处理器数据交互方法,所述方法基于多处理器和多交换结构桥接器CROSSBAR构成的硬件平台，通过交换结构桥接器CROSSBAR的架构和PCI总线互连方式，使多处理器节点进行DMA高速数据交互。本发明专利技术提供多处理器间高速传输能力，在有限任务周期内完成数据交互，构建一个多处理器组成的容错计算机系统。本发明专利技术的优点是多处理器间数据传输速率高、不占用处理器资源、节省系统资源。

A data interaction method of multiprocessor based on switching structure

【技术实现步骤摘要】
一种基于交换结构的多处理器数据交互方法
本专利技术一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，属于高可靠容错计算机

技术介绍
随着时代的发展，对新一代容错计算机性能要求越来越高，不仅对处理器性能和可靠性要求较高，并且容错计算机完成的任务功能越来越多。传统容错计算机性能较低，处理器节点普遍采用共享总线型架构，导致运算速率和数据传输速率较低。传统容错计算机按任务功能分为多种计算机，每种计算机采用多余度机制保证可靠性，浪费系统资源。
技术实现思路
本专利技术的目的：本专利技术提出一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，目的是提高容错计算机运算和数据传输速率，并且从系统角度整合资源，节省系统资源。本专利技术的技术方案：一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，所述方法基于多处理器和多交换结构桥接器CROSSBAR构成的硬件平台，通过交换结构桥接器CROSSBAR的架构和PCI总线互连方式，使多处理器节点进行DMA高速数据交互。优选地，所述硬件平台采用的交换结构桥接器CROSSBAR，其内部的64位全双工数据通道用于连接不同的单元，其内部的CROSSBAR体系结构用于实现不同接口之间的并行数据交换。优选地，所述PCI总线互连方式将多个处理器互连，其中处理器A作为PCI总线主设备，处理器B/C/D作为PCI总线从设备。优选地，所述交换结构桥接器具有2Mb片内SRAM存储器，作为多处理器的共享存储器，用于多处理器间的数据交互。优选地，所述PCI总线主设备负责PCI总线的初始化及管理工作，通过PCI总线对PCI总线从设备片内SRAM进行访问；PCI总线从设备将PCI接口地址映射到片内SRAM，访问片内SRAM以本地内存的形式直接进行。优选地，所述硬件平台的多个处理器节点，分别负责不同的运算控制功能，定义PCI总线主设备具有访问通信控制模块的能力，PCI总线主设备将PCI总线从设备数据向外转发；PCI总线从设备将本地片内SRAM存储器分为接收区和发送区，PCI总线主设备将外部数据写入PCI总线从设备的接收区，PCI总线从设备将发送数据写入发送区，可保证数据完整性。优选地，所述处理器A将任务周期分为N个时间区域，每个区域只能访问N个PCI总线从设备中的一个。这样的话，既能在硬件上具有仲裁机制，又能在软件层次保证数据交互有效性。本专利技术的优点是：1、通过CROSSBAR交换技术和高速PCI总线互连技术，多处理器节点进行DMA高速数据交互，不占用处理器资源，在系统要求任务周期内完成数据交互；2、单个容错计算机具有完成不同功能的多个处理器节点，节省系统资源。附图说明：图1是基于交换结构的多处理器数据交互结构图。图2是多处理器节点PCI总线互连结构图。图3是多处理器节点软件分配空间。具体实施方式下面结合附图对本专利技术进行进一步详细的说明。本专利技术基于多处理器和多交换结构桥接器CROSSBAR构成的硬件平台，通过交换结构桥接器CROSSBAR的架构和PCI总线互连方式，使多处理器节点进行DMA高速数据交互，不占用处理器资源，在系统要求任务周期内完成数据交互。参见图1，本硬件平台在单个处理器模块中实现了两个独立的处理器节点，利用互连的高速PCI总线，两个处理器可以互相通信和同步。每台容错计算机具有两个处理器模块，四个处理器节点可通过PCI总线进行高速数据交换，构建一个由多处理模块组成的计算机系统。所述方法采取以下步骤：(一)配置阶段本硬件平台采用交换结构的桥接器，桥接器利用内部的64位全双工数据通道来连接不同的单元，内部CROSSBAR体系结构决定了不同接口之间可进行并行数据交换。参见图2，本硬件平台采用基于PCI总线方式实现多个处理器互连，处理器A作为PCI总线主设备，处理器B/C/D作为PCI总线从设备。桥接器具有2Mb片内SRAM存储器，作为多处理器的共享存储器，用于多处理器间的数据交互。处理器A负责PCI总线的初始化、管理等工作，通过PCI总线对处理器B/C/D片内SRAM进行访问。处理器B/C/D将PCI接口地址映射到片内SRAM，访问片内SRAM以本地内存的形式直接进行。(二)应用工作阶段本硬件平台四个处理器节点分别负责不同的运算控制功能，只有处理器A具有访问通信控制模块的能力，处理器A将处理器B/C/D数据向外转发。参见图3，处理器B/C/D将本地片内SRAM存储器分为接收区和发送区，处理器A将外部数据写入处理器B/C/D的接收区，处理器B/C/D将发送数据写入发送区，可保证数据完整性。具体流程：a)处理器A定期从通信控制模块读取数据，利用CROSSBAR交换结构将数据从DEV接口转发到DDR存储器，处理器A读取数据包标识将数据再次转发，利用CROSSBAR交换结构从DDR存储器转发到PCI接口，此时外部数据发送到PCI总线，处理器B/C/D根据PCI总线协议，决定是否将数据进行读取。处理器B/C/D向外部发送数据，只需将数据存储在本地桥内SRAM，处理器A将任务周期分为3个时间区域，每个时间区域处理器A只能通过CROSSBAR交换结构和PCI总线读取处理器B/C/D中一个，这样的话，既能在硬件上具有仲裁机制，又能在软件层次保证数据交互有效性。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，其特征在于：所述方法基于多处理器和多交换结构桥接器CROSSBAR构成的硬件平台，通过交换结构桥接器CROSSBAR的架构和PCI总线互连方式，使多处理器节点进行DMA高速数据交互。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，其特征在于：所述方法基于多处理器和多交换结构桥接器CROSSBAR构成的硬件平台，通过交换结构桥接器CROSSBAR的架构和PCI总线互连方式，使多处理器节点进行DMA高速数据交互。


2.如权利要求1所述的一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，其特征在于：所述交换结构桥接器CROSSBAR，其内部的64位全双工数据通道用于连接不同的单元，其内部的CROSSBAR体系结构用于实现不同接口之间的并行数据交换。


3.如权利要求1所述的一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，其特征在于：所述PCI总线互连方式将多个处理器互连，其中处理器A作为PCI总线主设备，处理器B/C/D作为PCI总线从设备。


4.如权利要求1所述的一种基于交换结构的多处理器数据交互方法，其特征在于：所述交换结构桥接器CROSSBAR具有2Mb片内SRAM存储器，作为多处理器的共享存储器，用于多处理器间的数据交...

【专利技术属性】
技术研发人员：边庆，段小虎，王博，吴琳，白晨，索晓杰，
申请(专利权)人：中国航空工业集团公司西安航空计算技术研究所，
类型：发明
国别省市：陕西;61