多处理器配置概述

多处理器是指同时执行指令的多组处理器。有三种基本的多处理器配置。

• 协处理器配置
• 紧密耦合配置
• 松散耦合配置

协处理器配置

协处理器是微处理器芯片上一种专门设计的电路，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负载。协处理器共享相同的内存、I/O 系统、总线、控制逻辑和时钟发生器。协处理器处理诸如数学计算、屏幕图形显示等专业化任务。

8086 和 8088 可以执行大多数操作，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，微处理器需要数学协处理器，例如 Intel 8087 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 QS₀ & QS₁ 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相同名称的 3 个引脚。

• TEST 信号负责协处理器的活动，即协处理器是繁忙还是空闲。

• RT-/GT- 用于总线仲裁。

• 协处理器使用 QS₀ & QS₁ 来跟踪主机处理器的队列状态。

紧密耦合配置

紧密耦合配置类似于协处理器配置，即两者共享相同的内存、I/O 系统总线、控制逻辑和控制发生器以及主机处理器。但是，协处理器和主机处理器分别获取并执行自己的指令。系统总线由协处理器和主机处理器独立控制。

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通过内存空间进行。

• 没有指令用于通信，例如 WAIT、ESC 等。

• 主机处理器管理内存，并通过向其一个端口发送命令来唤醒独立处理器。

• 然后，独立处理器访问内存以执行任务。

• 任务完成后，它使用状态信号或中断请求向主机处理器发送确认。

松散耦合配置

松散耦合配置由许多基于微处理器的系统模块组成，这些模块通过公共系统总线连接。每个模块都包含自己的时钟发生器、内存、I/O 设备，并通过本地总线连接。

松散耦合配置框图

优点

• 拥有多个处理器可提高效率。

• 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。这使得并行处理变得容易。

• 系统结构灵活，即一个模块的故障不会影响整个系统的故障；故障模块可以稍后更换。