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  • 总结: SPI有较快的速度,但是只能单主从,管理线比较复杂。... 下面几部分将介绍每种串行总线及其优缺点。 1. SPI SPI 是一种四线制串行总线接口,为主/从结构,四条导线分别为串行时钟(SCLK)、主出从入(M
  • SMP和MPP的优缺点

    千次阅读 2015-12-07 14:54:44
    SMP的全称是"对称处理"(Symmetrical Multi-Processing)技术,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。它是相对非对称处理技术而言的、应用十分广泛的并行技术。在...
    SMP的全称是"对称多处理"(Symmetrical Multi-Processing)技术,是指在一个计算机上汇集了一组处理器(多CPU),各CPU之间共享内存子系统以及总线结构。它是相对非对称多处理技术而言的、应用十分广泛的并行技术。在这种架构中,一台电脑不再由单个CPU组成,而同时由多个处理器运行操作系统的单一复本,并共享内存和一台计算机的其他资源。虽然同时使用多个CPU,但是从管理的角度来看,它们的表现就像一台单机一样。系统将任务队列对称地分布于多个CPU之上,从而极大地提高了整个系统的数据处理能力。所有的处理器都可以平等地访问内存、I/O和外部中断。在对称多处理系统中,系统资源被系统中所有CPU共享,工作负载能够均匀地分配到所有可用处理器之上。
    

        在国内市场上这类机型的处理器一般以4个或8个为主,有少数是16个处理器。但是一般来讲,SMP结构的机器可扩展性较差,很难做到100个以上多处理器,常规的一般是8个到16个,不过这对于多数的用户来说已经够用了。这种机器的好处在于它的使用方式和微机或工作站的区别不大,编程的变化相对来说比较小,原来用微机工作站编写的程序如果要移植到SMP机器上使用,改动起来也相对比较容易。SMP结构的机型可用性比较差。因为4个或8个处理器共享一个操作系统和一个存储器,一旦操作系统出现了问题,整个机器就完全瘫痪掉了。而且由于这个机器的可扩展性较差,不容易保护用户的投资。但是这类机型技术比较成熟,相应的软件也比较多,因此现在国内市场上推出的并行机大量都是这一种。PC服务器中最常见的对称多处理系统通常采用2路、4路、6路或8路处理器。目前UNIX服务器可支持最多64个CPU的系统,如Sun公司的产品Enterprise 10000。SMP系统中最关键的技术是如何更好地解决多个处理器的相互通讯和协调问题。

        要组建SMP系统,首先最关键的一点就是需要合适的CPU相配合。我们平时看到的CPU都是单颗使用,所以看不出来它们有什么区别,但是,实际上,支持SMP功能并不是没有条件的,随意拿几块CPU来就可以建立多处理系统那简直是天方夜谈。要实现SMP功能,我们使用的CPU必须具备以下要求:

        1、CPU内部必须内置APIC(Advanced Programmable Interrupt Controllers)单元。Intel 多处理规范的核心就是高级可编程中断控制器(Advanced Programmable Interrupt Controllers--APICs)的使用。CPU通过彼此发送中断来完成它们之间的通信。通过给中断附加动作(actions),不同的CPU可以在某种程度上彼此进行控制。每个CPU有自己的APIC(成为那个CPU的本地APIC),并且还有一个I/O APIC来处理由I/O设备引起的中断,这个I/O APIC是安装在主板上的,但每个CPU上的APIC则不可或缺,否则将无法处理多CPU之间的中断协调。
        2、相同的产品型号,同样类型的CPU核心。例如,虽然Athlon和Pentium III各自都内置有APIC单元,想要让它们一起建立SMP系统是不可能的,当然,即使是Celeron和Pentium III,那样的可能性也为0,甚至Coppermine核心的Pentium III和Tualatin的Pentium III也不能建立SMP系统--这是因为他们的运行指令不完全相同,APIC中断协调差异也很大。
        3、完全相同的运行频率。如果要建立双Pentium III系统,必须两颗866MHz或者两颗1000MHz处理器,不可以用一颗866MHz,另一颗1000MHz来组建,否则系统将无法正常点亮。
        4、尽可能保持相同的产品序列编号。即使是同样核心的相同频率处理器,由于生产批次不同也会造成不可思议的问题。两个生产批次的CPU作为双处理器运行的时候,有可能会发生一颗CPU负担过高,而另一颗负担很少的情况,无法发挥最大性能,更糟糕的是可能导致死机,因此,应该尽可能选择同一批生产的处理器来组建SMP系统。

    MPP (Massively Parallel Processing),大规模并行处理系统,这样的系统是由许多松耦合的处理单元组成的,要注意的是这里指的是处理单元而不是处理器。每个单元内的CPU都有自己私有的资源,如总线,内存,硬盘等。在每个单元内都有操作系统和管理数据库的实例复本。这种结构最大的特点在于不共享资源。

     

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            既然有两种结构,那它们各有什么特点呢?采用什么结构比较合适呢?通常情况下,MPP系统因为要在不同处理单元之间传送信息,所以它的效率要比SMP要差一点,但是这也不是绝对的,因为MPP系统不共享资源,因此对它而言,资源比SMP要多,当需要处理的事务达到一定规模时,MPP的效率要比SMP好。这就是看通信时间占用计算时间的比例而定,如果通信时间比较多,那MPP系统就不占优势了,相反,如果通信时间比较少,那MPP系统可以充分发挥资源的优势,达到高效率。当前使用的OTLP程序中,用户访问一个中心数据库,如果采用SMP系统结构,它的效率要比采用MPP结构要快得多。而MPP系统在决策支持和数据挖掘方面显示了优势,可以这样说,如果操作相互之间没有什么关系,处理单元之间需要进行的通信比较少,那采用MPP系统就要好,相反就不合适了。

            对于SMP来说,制约它速度的一个关键因素就是那个共享的总线,因此对于DSS程序来说,只能选择MPP,而不能选择SMP,当大型程序的处理要求大于共享总线时,总线就没有能力进行处理了,这时SMP系统就不行了。当然了,两个结构互有优缺点,如果能够将两种结合起来取长补短,当然最好了。

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  • ​ 2,CPU内部多总线 ​ 3,专用数据通路方式 优缺点见5.1 内部总线:元器件内部的连线,例如CPU总线 外部总线:同一台电脑,各个部件之间的连线,CPU和主存之间的连线之类的 MAR,MDR连接的就是外部总线,地址总线...

    数据通路

    概念:数据在功能部件之间传送的路径

    信息从哪里开始

    中间经过哪些部件

    最后会传到哪里

    由CU控制部件产生的控制信号来建立数据通路

    数据通路的基本结构

    1,CPU内部单总线

    2,CPU内部多总线

    3,专用数据通路方式

    优缺点见5.1

    内部总线:元器件内部的连线,例如CPU总线

    外部总线:同一台电脑,各个部件之间的连线,CPU和主存之间的连线之类的

    MAR,MDR连接的就是外部总线,地址总线和数据总线

    1,寄存器之间的传送

    PC传指令

    传输流程 说明
    (PC)->BUS 将in,out开关打开,传送数据总线
    BUS->MAR 通过数据总线送往MAR中

    2,寄存器和内存之间的数据传送

    CPU从主存中取指令,实现传送

    传输流程 说明
    (PC)->BUS->MAR PC中的内容取出地址,送往MAR中
    (MAR)->M MAR中的地址通过地址总线送往主存中
    M(MAR)->MDR 主存中对应的指令送往MDR中
    (MDR)->BUS->IR MDR中的指令送往IR,然后交由CU处理操作码和地址码

    3,指令算术指令或逻辑运算

    传输流程 说明
    Ad(IR)->CU 读出操作码
    1->M CU发出读命令
    M(MAR)->数据线->MDR 根据地址码找到操作数
    MDR->BUS->Y 将操作数送往暂存器
    (ACC)+(Y)->Z CU向ALU发出加法命令
    (Z)->BUS->ACC 将计算结果送往ACC累加
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  •  简要的介绍了SPI协议的技术性能、总线结构、接口定义、物理内部结构、时钟极性和时钟相位、传输时序、数据传输以及优缺点。通过该文章能SPI协议有一个基本的了解。 【关于I2C和SPI总线协议】

    【博文汇总】SPI总线学习

    转载请注明出处:http://blog.csdn.net/ce123

    SPI总线协议介绍

                   简要的介绍了SPI协议的技术性能、总线结构、接口定义、物理内部结构、时钟极性和时钟相位、传输时序、数据传输以及优缺点。通过该文章能多SPI协议有一个基本的了解。

    关于I2C和SPI总线协议

                 这也是一篇很好的入门文章,讲解了SPI协议的历史和未来发展。最大的特点是和I2C协议的对比。

    SPI时序详解

                    详细讲解了SPI的时序,图文并茂,对CPOL和CPHA有一个大概的理解。

    单片机软件模拟SPI接口—加深理解SPI总线协议

                      模拟SPI协议的读操作,加深理解SPI协议的时序。

    详解SPI中的极性CPOL和相位CPHA

                详细介绍了SPI中的CPOL和CPHA的来龙去脉,并结合实例(S3C2440SPI控制器)具体分许。

    典型的SPI控制器的结构

    S3C2440的SPI控制器

                      介绍了SPI控制器的结构以及寄存器的设置。

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  • 【博文汇总】SPI总线学习

    千次阅读 2012-07-10 18:23:50
     简要的介绍了SPI协议的技术性能、总线结构、接口定义、物理内部结构、时钟极性和时钟相位、传输时序、数据传输以及优缺点。通过该文章能SPI协议有一个基本的了解。 【关于I2C和SPI总线协议】  这也是一篇...

    【博文汇总】SPI总线学习



    SPI总线协议介绍

                   简要的介绍了SPI协议的技术性能、总线结构、接口定义、物理内部结构、时钟极性和时钟相位、传输时序、数据传输以及优缺点。通过该文章能多SPI协议有一个基本的了解。

    关于I2C和SPI总线协议

                 这也是一篇很好的入门文章,讲解了SPI协议的历史和未来发展。最大的特点是和I2C协议的对比。

    SPI时序详解

                    详细讲解了SPI的时序,图文并茂,对CPOL和CPHA有一个大概的理解。

    单片机软件模拟SPI接口—加深理解SPI总线协议

                      模拟SPI协议的读操作,加深理解SPI协议的时序。

    详解SPI中的极性CPOL和相位CPHA

                详细介绍了SPI中的CPOL和CPHA的来龙去脉,并结合实例(S3C2440SPI控制器)具体分许。

    典型的SPI控制器的结构

    S3C2440的SPI控制器

                      介绍了SPI控制器的结构以及寄存器的设置。




    IIC和SPI总线     百度文库

     

     

    SPI:高速同步串行口。3~4线接口,收发独立、可同步进行
    SPI的通信原理 : 主从方式工作,这种模式通常有一个主设备和一个或多个从设备,需要至少4根线,事实上3根也可以(单向传输时)。也是所有基于SPI的设备共有的,它们是SDI(数据输入),SDO(数据输出),SCK(时钟),CS(片选)。

    (1)SDO – 主设备数据输出,从设备数据输入          也称  MOSI

    (2)SDI – 主设备数据输入,从设备数据输出                     MISO

    (3)SCLK – 时钟信号,由主设备产生                                SCLK  : Serial Clock (output from master);

    (4)CS – 从设备使能信号,由主设备控制                          SS


     

     

    I 2C速度(版本2.1-2000

    标准模式:最大100kbit/s

    快速模式:最大400kbit/s

    高速模式:最大3.4Mbit/s


     

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  • 分析了带式输送机使用检测仪表和显示的优缺点,提出了一种新的设计方案。该设计采用TMS320LF2407 DSP芯片作为主处理芯片,共有键盘处理模块,显示模块,4~20 mA采样模块以及温度采样模块共4个功能模块,采用CAN总线实现...
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    千人学习 2019-07-25 09:31:02
    本视频教程为《Linux系统编程》第05期,本期课程将会带领大家学习Linux下将近15种进程间通信IPC工具的使用,了解它们的通信机制、编程实例、使用场景、内核中的实现以及各自的优缺点。 本课程会提供PDF版本的...
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空空如也

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多总线结构优缺点