Страница: 8/12
-таблица факультативных МП-конфигураций с информацией о конфигурации.
-включение ISA и других промышленных стандартов на шины, такие,как EISA,MCA,VL и PCI в МП-совместимые системы.
-требования,обеспечивающие прозрачную(для программного обеспечения)реализацию вторичной шины кэша и памяти.
Минимальный набор аппаратных средств,который необходим для реализации МП-спецификации,таков:
-один или несколько процессоров,по набору команд совместимых с архитектурой семейств процессоров Intel 486 и Pentium;
-один или несколько контроллеров APIC на процессорах Pentium 735/90 или 815/100;
-прозрачные для программ подсистемы кэшей и лбщей памяти;
-видимые для программ компоненты PC/AT-платформ.
Документ также определяет свойства МП-систем,видимые для BIOS и ОС.Однако надо учитывать,что по мере развития технологии выполняемые BIOS функции могут изменяться.
Общая структура МП-системы
При построении многопроцессорной архитектуры может использоваться одна из нескольких концептуальных моделей соединения вычислительных элементов,а также множество схем взаимосвязи и вариантов реализации.
На рисунке показана общая структура МП-системы,построенной на основе спецификации MPS 1.1.В нее входит сильно связанная архитектура с общей памятью с распределенной обработкой данных и прерываний ввода-вывода.Она полностью симметрична; т.е.все процессоры функционально идентичны и имеют одинаковый статус,и каждый процессор может обмениваться с каждым другим процессором.Симметричность имеет два важных аспекта:симметричность памяти и ввода-вывода.
Память симметрична,если все процессоры совместно используют общее пространство памяти и имеют в этом пространстве доступ с одними и теми же адресами.Симметричность памяти предполагает,что все процессоры могут исполнять единственную копию ОС.В таком случае любые существующие системы и прикладные программы будут работать одинаково,независимо от числа установленных в системе процессоров.
Требование симметричности ввода-вывода выполняется,если все процессоры имеют возможность доступа к одним и тем же подсистемам ввода-вывода(включая порты и контроллеры прерывания),причем любой процессор может получить прерывание от любого источника.Некоторые МП-системы,имеющие симметричный доступ к памяти,в то же время являются асимметричными по отношению к прерываниям устройств ввода-вывода,поскольку выделяют один процессор для обработки прерываний.Симметричность ввода-вывода помогает убрать потенциально узкие места ввода-вывода и тем самым повысить расширяемость системы.
Системы,удовлетворяющие МП-спецификации,обладают симметричностью памяти и ввода-вывода,что позволяет обеспечить расширяемость аппаратных средств,а также стандартизовать программные средства.
1.ЦП 7.Шины коммуникаций контроллера прерываний
2.Контроллер прерываний APIC 8.Модуль общей памяти
3.Контроллер шины памяти 9.Буфер графических фреймов
4.Контроллеры кэша 10.Контроллер прерываний APIC
5.Кэш-память 11.Интерфейс ввода-вывода
6.Высокопроизводительная шина 12.Шина расширения ввода-вывода
памяти
Рис8.Архитектура МП-системы.
Основные компоненты
МП-спецификация определяет системную архитектуру на основе следующих компонентов аппаратуры:системные процессоры, контроллеры APIC,системная память,шина расширения ввода-вывода.
Системные процессоры.В целях обеспечения совместимости с существующими программными средствами для PC/AT,спецификация основывается на процессорах семейства Intel 486 или Pentium. Хотя все процессоры в МП-системе функционально идентичны, спецификация выделяет два их типа:загрузочный процессор(BSP) и прикладные процессоры(AP).Какой процессор играет роль загрузочного,определяется аппаратными средствами или совместно аппаратурой и BIOS.Это сделано для удобства и имеет значение только во время инициализации и выключения. BSP-процессор отвечает за инициализацию системы и за загрузку ОС.AP-процессор активизируется после загрузки ОС.
Контроллеры APIC.Данные контроллеры обладают распределенной архитектурой,в которой функции управления прерываниями распределены между двумя функциональными блоками:локальным и ввода-вывода.Эти блоки обмениваются информацией через шину,называемую шиной коммуникаций контроллера прерываний(ICC-interrupt communication controller).
В МП-системе множество локальных блоков и блоков ввода-вывода могут коллективно использовать одну запись, взаимодействуя через шину ICC.Блоки APIC совместно отвечают за доставку прерывания от источника прерываний до получателей по всей МП-системе.
Блоки APIC дополнительно увеличивают расширяемость за счет разгрузки шины памяти от трафика прерываний,а также разделения между процессорами нагрузки по обработке прерываний.
Благодаря распределенной архитектуре,локальные блоки или блоки ввода-вывода могут быть реализованы в отдельной микросхеме или интегрированы с другими компонентами системы.
Реферат опубликован: 4/05/2009