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A16B-1000-0180/03B 隨著人們生活水平的提高和科學技術的發展，安全防范的問題引起了越來越多的關注。人們在承受現代文明所帶來的高效率、快節奏壓力的同時，都希望能擁有一個安全、舒適的家庭環境。因此，越來越多的安防產品應運而生，尤其是蓬勃發展的現代化社區物業管理，通過監控網絡把家庭和社區值班室緊密地聯系起來，給人們的生活帶來了極大的方便。但是，有些社區監控網絡并不能完全履行其職責，存在一定的安全隱患。主要原因是目前大多數的監控節點都是采用1個CPU完成所有的功能，包括掃描各傳輸器模塊狀態、信息處理、數據顯示、報警、與上位機通信等等。這無疑給此CPU帶來了很大的壓力：一旦出現故障，使得此單片機不能正常工作，則該監控節點將完全癱瘓，報警信息將得不到有效的處理。另外，在一些實時性要求較高的多任務系統中，單CPU結構也將顯得力不從心。那么，能否找到一種既簡單又經濟的解決辦法，把目前服務器中較為流行的多CPU并行處理的設計思想融入到社區監控網絡中來呢？是肯定的。隨著單片機技術的發展，單片機的價格在不斷下降，其價格甚至比一些常用的接口芯片還要低，這就使多CPU的單片機系統的成本大大降低。此外，由于采用多CPU的設計思想，將使系統在并行處理和實時采集數據方面具有明顯的優勢，能極大地提高系統的穩定性和可靠性。尤其是對一些功能稍微復雜一點的系統，多CPU系統設計方法將更能顯示出它的優越性。那么，如何實現多CPU的單片機系統設計呢？本文將在這方面進行一些有益的探索。

一、多CPU系統的設計原理

顧名思義，多CPU系統就是在1個系統中含有多個CPU。每個CPU獨立地處理1個或少量的事務，然后通信某種方法，控制數據的合理流動，以完成設計要求的系統。其典型結構如圖1所示。

從圖1中可以看到，多CPU系統中一個非常重要的問題，是如何解決好各CPU之間數據的合理流動問題，以下是幾種常用的方法。

1.利用雙口RAM實現CPU之間的通信

利用這種方法可以實現數據的高速傳輸。CPU對IDT7132的讀寫時間小于120ns，通常為幾十ns。當工作電源為+5V時，其讀寫的功耗為325mW，而在維持工作時功耗僅為5mW。另外，由于雙口RAM是一種通用芯片，因此，它在選擇與CPU接口時具有較大的靈活性。不過這種方法也會增加電路設計的難度和成本。

2.利用共享內存的方法實現CPU之間的通信

這種方法與前面的方法類似。所不同的是，前一種方法是利用雙口RAM的一套競爭裁決電路實現對RAM的訪問，而這里是利用不同的時序實現共享內存的。LON網絡中的Neuron節點芯片設計都是采用這種方法的，其典型結構如圖3所示。

在Neuron芯片中，每個CPU最小周期等于3個系統周期；每個系統時鐘周期等于2個輸入鐘周期；3個CPU的最小周期分別間隔1個系統鐘周期。這樣，每個CPU在1個指令周期內部能訪問存儲區和ALU一次。系統對3個CPU采用了管道技術，在不影響性能的情況下降低硬件的需求。3個CPU可并行工作，不會造成耗時中斷和上下文切換。

利用這種方法也能夠實現CPU之間數據的高速傳輸，但是，它必須制成專用芯片，把CPU和RAM等元件封裝在一起。因此，這種方法比較適合于特定的工業場合。

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CRAY FPX4802/DES CRAY FRAME RELAY ENCRYPTOR

CRAY 905-5241-XXX CRAY FRAME RELAY ENCRYPTOR

CRAY 905-5241-004 CRAY FRAME RELAY ENCRYPTOR

DEC 12-42827-01 ALPHASERVER 8200 BLOWER ASSY

DEC 3X-DGSRK-AB QUAD PORT SERIAL MODULE

DEC 54-22463-03 DEFZA-CA BOARD

DEC 54-23461-01 AS8200 SERIAL DATA PORT

DEC 54-22605-01 BREAKOUT MODULE

DEC 54-15020-01 BACKPLANE

DEC 54-23302-19 CONTROL PANEL BLUE BUTTON

DEC 54-22509-01 DGLTA-FA

DEC 54-24413-01 DWP64 PCI MODULE

DEC 54-24729-01 SECONDARY BREAKOUT

DEC 54-24756-03 DEC DS20E MOTHERBOARD

DEC 54-22907-02 DEC HSD30 DSSI SCSI CONTROLLER

DEC 54-24889-01 CONTROLLER MODULE

DEC 54-24725-01 ALPHA XLT300 MLB

DEC 54-22092-03 486 CPU MODULE

DEC 54-30684-01 MODULE

DEC 54-24758-02 ALPHA DP264 DAUGHTER CARD

DEC 54-30358-01 DS20 MODULE

DEC 54-24034-05 DUAL PROCESSOR CARD

DEC 54-30158-06 ES40 500MHZ CPU MODULE

DEC 70-23098-01 VAX 8550 BACKPLANE BOARD

DEC 54-25088-03 XP1000 CPU MODULE

DEC 70-31458-01 DEC HSD30 DSSI SCSI CONTROLLER

DEC 70-16486-00 BACKPLANE

DEC 70-33523-01 DS-SWXRA-GH CONTROLLER SHELF

DEC 70-32195-03 SWXRC-05 CONTROLLER MODULE

DEC 70-32866-02 INTELLIGENT EMU 3P

DEC 70-40057-S1 HSJ80 CONTROLLER MODULE

DEC 70-40057-01 HSJ80 CONTROLLER MODULE

DEC 748-0135-F4 FIBRE OPTICAL CONTROLLER MODUL

DEC 748-0124-A2 CONTROLLER ODULE

DEC BA700 SLIDERS VAX7000/BA700 MOUNTING SLIDERS

DEC BA350-KA STORAGE

DEC DEBET-RQ LANBRIDGE 150 FIBER 240V

DEC DEFCN-AD DECCONCENTRATOR 500

DEC DEFCN-AC DECCONCENTRATOR 500 W/OBM

DEC DEFEB-AC DEC BRIDGE 510

DEC BA356-LE BLUE MODULAR EXPANSION

DEC H7202-KB DEC PDP11/84 POWER SUPPLY

DEC DEPCM WIDGET

DEC DS-TL890-NE DLT EXPANSION UNIT(RACK MOUNT)

DEC DEFCN-CA OPTICAL BOARD

DEC H777 PDP 11 POWER SUPPLY

DEC DSRZE-AA MUXSERVER 320 W/COVERS

DEC DEXBR-Z ROUTEABOUT ACCESS EI

DEC DSRZD-AA MUXSERVER 380

DEC DSRVX-M DECSERVER 900 MC

DEC H4202-B POWER SUPPLY

DEC HA205-AA MULTISWITCH700/SMARTSWITC 6000/6500 POWER

DEC M7199-AH MODULE


DEC MTXNA-AA DEC POS M32SX PRINTER

DEC MS7CC-FT 2 GB MEMORY MODULE ALPHASERVER

DEC MS7CC-FP 2 GB MEMORY MODULE ALPHASERVER

DEC MS340-CA 256MB MEMORY SYNCH(4X64)-DS20

DEC MS7CC-FH 2 GB MEMORY MODULE ALPHASERVER

DEC QTS25 MT CONTROLLER MODULE

DEC SF73-LA STORAGE UNIT W/2 -RF73 DISKS

DEC PMAGD-CA GRAPHICS MODULE

DEC SWSA1-AB SE/FAST SCSI-2 ADAPTER MODULE

DEC PR0350-AA CONSOLE CONTROLLER

DEC T2026 XMI TO 11 DAL INTERFACE

DEC RF73-JA RF73-EA IN CANISTER FOR:

digital link DES-3326 10/100/1000FAST ETHERNET SWITCH

FORCE 106093 FORCE PMC-VGA MODULE

EMC 005041086 CLARIION BBU

HEWLETT PACKARD A6255-69001 HP LINK CONTROLLER CARD

HEWLETT PACKARD A3453-60003 HP K400 SYSTEM CARD

HEWLETT PACKARD A6255-60001 HP LINK CONTROLLER CARD

HEWLETT PACKARD C1199-44400 HP SCSI/DIFF DLT4000 INT

HEWLETT PACKARD D9143-63004 TL6000R I/O BASE BOARD

HEWLETT PACKARD D9143-60008 TL6000R I/O BASE BOARD

HEWLETT PACKARD D9143-69004 TL6000R I/O BASE BOARD

IBM 08J5803 IBM 2003 DC CONVERTER

IBM 09L1650 IBM 4-P MODULE W/4MB CACHE MOD

IBM 44H2744 IBM AC/DC BULK PWR REGULATOR

IBM 44H2743 IBM BPR-5M AC/DC BULK POWER RE

IBM 51H9023 IBM DCA-MM DC/DC CONVERTER

IBM 60H0440 IBM QJ26 9672CARD

IBM 59H4120 IBM 20/40GB 8MM INT TAPE DRIVE

IBM 59H4119 IBM 20/40GB 8MM INT TAPE DRIVE

IBM 93H6187 IBM 7015-XXX POWER SUPPLY AC

IBM 38L1186 INFOPRINT 40 CNTROLLER BOARD

IBM 46H8932 IBM QD92 9672CARD

IBM 60H0570 IBM QL66 9672CARD

IBM 74G9771 IBM 9402 AS400 BACKPLANE W CAG

IBM 97H6491 IBM 7017 4-WAY PROCESSOR UNIT

MADGE 157-159-02 SMART RINGSWITCH, 112 SWITCH

MISC 92-00460-XX AURORA MULTIPORT

MISC 92-00400-XX AURORA MULTIPORT MODEL 3200SE

MISC 2T-QCS02-AA 2-PORT SERVER CONSOLE

MISC 6210925-01 TL81X MAGAZZINE

MISC 905-5242-022 MULTI-RATE CSU/DSU *NEW*

MISC 6210911-01 TL81X MAGAZZINE

MISC 45040433 MDB SYS. MLSI-DR11-W PLUS

NATIONAL INSTRUMENTS 179055-01 NATIONAL INST. MODULE

NORTEL 113724 ADVANCED REMOTE NODE

PRINTRONIX 144712-001 PRINTRONIX P6080 POWER SUPPLY

OVERLAND 106025-001 TKZ63 RACK MOUNT KIT*NEW*

NATIONAL INSTRUMENTS 179056-01 NATIONAL INSTRUM. GPIB M

QUANTUM TH6XA-EE DLT7000 35/70GB LIB/LOADER

QUANTUM DLT7000 35/70GB INTERNAL DLT

QMS/MINOLTA 1710122-001 OPC BELT CARTRIDGE

QUALSTAR 500983-01-0 QUALSTAR 4440 8MM BARCODE READ

SUN 370-2435-02 SUN, DIFF. SCSI ARRAY CONTROL

QUALSTAR 500826-03-7 QUALSTAR 4440 TAPE DRIVE PWS

SUN 370-2435 SUN, DIFF. SCSI ARRAY CONTROL

QMS 2293040 QMS PS-2000 CONTROL BOARD

COMPAQ 154851-001 ESL9326D GRAPHICAL DISPLAY

HEWLETT PACKARD C2473S 670MB SCSI/SE HARD DRIVE

QUANTUM 6310827-01 ESL9326D GRAPHICAL DISPLAY

293360-B21/305983-001 HP SR2122 ISCSI STORAGE ROUTER 

HP A6873B RX2600 DUAL ITANIUM2 1.5GHZ BASE SYTEM

3X-KN8AC-AA B4168-AA HP GS80/160/320 1.2GHZ CPU MODULE

SUN 375-3203 SUNPCI IIIPRO 1.6GHZ,1GB RAM,USB/FIREWIRE 

COMPAQ 169017-001 20/40GB DAT DDS4 EXT. AUTOLOADER *NEW

L1000 SUN STOREDGE L1000 DLT7000 TAPE LIBRARY