基于多CF接口系統(tǒng)的總線設(shè)計(jì)

集中式仲裁方式的電路簡(jiǎn)單，速度快；但它的容錯(cuò)能力差，魯棒性不夠好。

分布式仲裁不需要中心仲裁器，每個(gè)潛伏的功能模塊都有自己的仲裁號(hào)和仲裁器。共享的仲裁總線上總是保存著當(dāng)前占用總線模塊的仲裁號(hào)，當(dāng)其它模塊有總線請(qǐng)求時(shí)，各仲裁器將從仲裁總線上得到的號(hào)與自己的號(hào)進(jìn)行比較。假如仲裁總線上的號(hào)大，則它的總線請(qǐng)求不予響應(yīng)，并撤消它的仲裁號(hào)。最后，獲勝者的仲裁號(hào)保存在仲裁總線上。

分布式仲裁方法固然電路復(fù)雜一點(diǎn)，但容錯(cuò)能力強(qiáng)，可擴(kuò)展性好，當(dāng)其中一部分出現(xiàn)故障時(shí)，不會(huì)影響其它的部分的工作。

3.3 本系統(tǒng)仲裁策略的解決方案

本系統(tǒng)采用計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢的仲裁策略，這是集中式仲裁方式的一種，其基本思想是，總線上的任一設(shè)備要求使用總線時(shí)，通過(guò)共同的請(qǐng)求線向中心仲裁器發(fā)出總線請(qǐng)求。仲裁器接到請(qǐng)求信號(hào)以后，在總線不忙的情況下，讓仲裁地址計(jì)數(shù)器開(kāi)始計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值通過(guò)一組地址線發(fā)向各設(shè)備。每個(gè)設(shè)備接口都有一個(gè)設(shè)備地址判別電路，當(dāng)?shù)刂肪€上的計(jì)數(shù)值與請(qǐng)求總線的設(shè)備地址相一致時(shí)，該設(shè)備把總線狀態(tài)設(shè)為占用，獲得了總線使用權(quán)，同時(shí)中止計(jì)數(shù)查詢。該方式的特點(diǎn)是計(jì)數(shù)靈活，既保證了仲裁的公平，也突出了重點(diǎn)。

這種方式很好決了總線沖突和“死鎖”的題目。對(duì)于緊急占用的題目，可以通過(guò)中斷廣播的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。即當(dāng)有一個(gè)CF卡需要緊急服務(wù)時(shí)，它向所有的設(shè)備發(fā)出占用總線的中斷請(qǐng)求，其它設(shè)備檢查自己是否占用總線，假如占用，就馬上開(kāi)釋；沒(méi)有占用，就繼續(xù)執(zhí)行自己的操縱。當(dāng)緊急任務(wù)完成后，該CF卡再把總線控制權(quán)交給原來(lái)控制總線的設(shè)備。這樣就可以使各設(shè)備的優(yōu)先權(quán)得到保證。

4. 具體的設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)中的多CF卡采用INTEL公司的PD6722作為主控。它是一個(gè)專門(mén)的從ISA總線擴(kuò)展出兩個(gè)符合PCMCIA標(biāo)準(zhǔn)的芯片，不需要其它任何控制電路。它能直接治理地址在64K到16M之間，通過(guò)一個(gè)地址偏移量寄存器（存有所治理的地址的起始位置）把它映射到一個(gè)64M的地址上。通過(guò)擴(kuò)展，可以方便地控制四個(gè)CF接口。而且它自身包含了仲裁邏輯電路，所以基本不需要另外的仲裁電路，這為設(shè)計(jì)帶來(lái)了很大的方便。

設(shè)計(jì)本系統(tǒng)的主要工作是對(duì)如何更加有效地種用總線。要使多個(gè)CF接口能夠協(xié)同工作，我們不但要做好硬件的設(shè)計(jì)，還要選擇良好的總線仲裁策略。

這個(gè)系統(tǒng)直接連到系統(tǒng)的總線上，在加電的同時(shí)，總線首先由主控占用，并由主控對(duì)各個(gè)接口進(jìn)行初始化的配置，把相應(yīng)的工作模式配置到各個(gè)端口，并為它們分發(fā)時(shí)間片和優(yōu)先級(jí)，然后用計(jì)數(shù)器定時(shí)查詢方式進(jìn)行工作。

本系統(tǒng)也有脆弱的一面，主要體現(xiàn)在對(duì)主控的存賴度較高，假如主控芯片出了題目，對(duì)本系統(tǒng)的打擊是致命的，這一點(diǎn)我們會(huì)在以后的工作中加以改進(jìn)。