基于adsp21160的多处理器并行系统

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1、基于ADSP21160的多处理器并行系统

2、第1内容显示中图1ADSP21160结构框图ADSP21160的主要特征如下：（1）100MHz主频、10ns指令周期；（2）具有两个相当于ADSP2106X处理核的运算单元；（3）内部数据总线64位，地址总线32位，片内4MbitSRAM，其地址为0x000000～0x100000，可以灵活配置成16/32/48/64bit，用于数据/程序存储；（4）片内14个DMA通道，可在内外部存储器间进行DMA传输；（5）外部数据总线为64位，访问速度50MHz，带宽400MB/s，片外寻址空间为4G，对外部存储

3、器可进行单周期读写；（6）32个循环寻址缓冲，6级零开销循环嵌套；（7）每个链路口可并行8bit数据，100MB/s套；（8）采用20×20BGA型封装。ADSP21160采用超级哈佛结构，有4套独立的总线，分别用于双数据存取、指令存取和输入输出接口，它包括两个并行处理器核、大容量双端口静态存储器、程序/数据外部总线及多处理器接口、输入输出控制器。ADSP21160时钟是ADSP2106X的2.5倍，有两个并行的ADSP21060核，运算速度是ADSP2106X的5倍，为600MFLOPS。它的上述特点使它在高速实时信号处理中得到非常广泛的应用。

4、3基于ADSP21160的多处理器并行系统ADSP21160非常适合多处理器并行工作方式，通常可以采用两种工作方式来构成多处理器系统。一种是链路口直接连接，实现DSP之间的点对点通信，这样的系统称为分布式系统或松耦合系统。另一种形式的多处理器系统将各处理器的外部总线连接到一起，接到总线的存储器和每个ADSP21160的片内存储器都可作为各片的共享资源，这样的系统成为紧耦合系统。下面详细介绍自行设计的多处理器紧耦合系统，其原理框图如图2所示。ADSP21160＃1和＃2组成了紧耦合系统，其外部总线都连在一起。每个DSP在拥有了总线控制权后（成为主处

5、理器），可以对其他处理器的片内存储器、IOP存储器和外部存储器进行读写操作。ID2～0用来标示不同的DSP,它可支持最多6片ADSP直接相连组成紧耦合系统（ID号为001～110）。每个处理器的片内处理器根据其ID号被唯一映射到一段存储地址，其地址为0x100000～0x7FFFFF。主处理器通过对该段存储地址的访问来直接访问从处理器的片内存储器。处理器根据其ID号使用总线请求信号BR6～0中的一条作为输出来提出使用外部总线的请求。RPBA确定使用外部总线的优先方式，其值为0表示固定优先方式，为1表示循环优先方式。PA表示优先访问，它有效（低）时

6、允许从处理器打断后台DMA传送以获取外部总线控制权。SBTS由外部器件驱动来使处理器的外部信号线成为3态。ACK用于对访问的确认。MS3～0为片外存储器片选信号。BMS用于片选EPROM。RDL，RDH，S，MS3～0。ADSP21160有两套独立的地址寻址空间，大小都为4G.，其地址为0x800000～0xFFFFFFFF。一套用于EPROM（BMS为其片选信号）,另一套用于外部存储器（MS3～0为其片选信号）。当外部存储器被选中时，只需从其对应的地址进行操作就能读写该存储器，不需用高位地址进行译码。请注意：以下用ADSP代替ADSP21160

7、。31与EPROM接口所选择的EPROM为AT27LV512A，其工作电压为3.3V,容量为521K×8。ADSP提供了选通EPROM的专用引脚BMS。把它与EPROM的片选信号相连，EPROM地址线与ADSP的低位地址线相连。当BMS有效时，ADSP就选通了EPROM,其寻址范围为4G。但要注意，EPROM的8位数据线要与ADSP数据线的32位～39位相连，RDH与EPROM的读选通端相连，否则数据无法正确传输。由于是紧耦合系统，多个处理器共享外部总线。我们可以通过1个EPROM向多个ADSP加载程序，只需把多个ADSP的BMS相连并接到EP

8、ROM的片选端，就可把程序依次下载到各个ADSP中。32与SRAM接口把两片7C1021V并联作为紧耦合系统的外部存储器。7C1021V的容量为64K×16,它的工作电压为3.3V，读写周期为10ns，与ADSP时钟周期同步，可在1个周期内对外部存储器进行1次操作。但它的数据宽度只有16位，于是我们把两片并联，使其数据宽度扩展为32位，从而可以与内部存储器同步交换32位数据。上面提到过，外部数据总线把奇地址的数据放在高32位数据线，偶地址的数据放在低32位，而所用的外部存储器只有32位数据线，于是决定用ADSP的高32位数据线与外部存储器相连。

9、但32位高数据线对应的是奇地址，因此只有通过奇地址才能与外部存储器交换数据。在实际的硬件设计中，把ADSP的地址线A0悬空（使它的值恒为