專利名稱：嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及多處理器的嵌入式系統(tǒng)，具體而言涉及一種主從式多處理器的嵌入式系統(tǒng)的處理器引導(dǎo)方法。
背景技術(shù)：
目前大型嵌入式設(shè)備通常設(shè)計(jì)成主從處理器系統(tǒng)，以共同完成大規(guī)模計(jì)算或?qū)崟r(shí)控制。主從處理器可以由同類型的或者不同功能類型的處理器組成，主從處理器之間的通信可以通過(guò)PCI總線進(jìn)行。在現(xiàn)有技術(shù)中，主從處理器系統(tǒng)往往是對(duì)稱的，主從處理器的啟動(dòng)引導(dǎo)過(guò)程是相互獨(dú)立的，系統(tǒng)啟動(dòng)以后，再通過(guò)PCI總線等實(shí)現(xiàn)設(shè)備共享和通信。但是這種對(duì)稱系統(tǒng)的引導(dǎo)啟動(dòng)方式，用于非對(duì)稱主從系統(tǒng)，卻有許多弊端，這是因?yàn)?1)主從處理器相對(duì)獨(dú)立的引導(dǎo)過(guò)程不能實(shí)現(xiàn)主從處理器PCI地址空間的統(tǒng)一分配和映射，從處理器不能獲得足夠的系統(tǒng)信息；(2)難以實(shí)現(xiàn)整個(gè)系統(tǒng)的功能控制。使用主從處理器獨(dú)立啟動(dòng)的方式需要增加額外的設(shè)備支持以實(shí)現(xiàn)主從處理器之間的通信，啟動(dòng)后主從處理器的通信機(jī)制和設(shè)備共享機(jī)制需要根據(jù)一系列的約定才能進(jìn)行切換，實(shí)現(xiàn)起來(lái)也比較復(fù)雜，造成了系統(tǒng)資源的浪費(fèi)，降低了系統(tǒng)的使用效率。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明正是為克服不對(duì)稱系統(tǒng)主從處理器相互獨(dú)立啟動(dòng)后再根據(jù)約定實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)資源的分配和共享造成的資源浪費(fèi)和效率低下的問(wèn)題，提出一種主從式多處理器共同引導(dǎo)啟動(dòng)的引導(dǎo)方法。
本發(fā)明的核心思想是在系統(tǒng)共同引導(dǎo)啟動(dòng)的過(guò)程中，從處理器作為主處理器的一個(gè)PCI設(shè)備存在，實(shí)現(xiàn)主從處理器PCI地址空間的統(tǒng)一分配，從處理器根據(jù)這一地址分配機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自身的地址空間映射從而可以加載所要使用的PCI設(shè)備(如PCI網(wǎng)卡可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件調(diào)試)，通過(guò)PCI總線加以控制實(shí)現(xiàn)主從處理器的共同引導(dǎo)啟動(dòng)，避免不斷的資源切換造成的系統(tǒng)資源浪費(fèi)，增加了PCI總線帶寬使用效率。
一種嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，包括下列步驟(1)主從處理器上電開始啟動(dòng)；(2)主處理器將從處理器作為一個(gè)PCI設(shè)備，開始初始化所有PCI空間；從處理器判斷主處理器是否在位，如果在位則繼續(xù)，否則結(jié)束；(3)從處理器設(shè)自己為從，初始化自身除PCI空間外的所有信息，并等待主處理器的信號(hào)；(4)主處理器初始化完畢后，通過(guò)從處理器的mailbox0寄存器將信息通知從處理器；(5)從處理器收到mailbox0寄存器的信息后，根據(jù)主處理器分配的地址進(jìn)行自身的配置，并向mailbox1寄存器中寫入自己的信息傳遞給主處理器；(6)主處理器從mailbox1寄存器獲得從處理器的配置信息，開始驅(qū)動(dòng)自身PCI設(shè)備；(7)主處理器通過(guò)mailbox0寄存器通知從處理器PCI設(shè)備中斷初始化完成；(8)從處理器收到中斷后，掛接PCI設(shè)備中斷例程驅(qū)動(dòng)PCI設(shè)備；(9)主處理器向共享內(nèi)存約定地址寫入所有PCI總線配置信息以及從處理器需要的信息；(10)從處理器自身系統(tǒng)全部啟動(dòng)完成后，從共享內(nèi)存中獲得整個(gè)系統(tǒng)的配置信息；(11)整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)成功，結(jié)束。
所述步驟(7)中主處理器驅(qū)動(dòng)從處理器PCI設(shè)備的過(guò)程包括如下步驟(1)從處理器PCI設(shè)備的中斷掛入主處理器；(2)主處理器初始化中斷矢量，并掛入相應(yīng)的中斷服務(wù)例程；(3)主處理器記錄下該P(yáng)CI設(shè)備的狀態(tài)；(4)中斷服務(wù)例程中如果該P(yáng)CI設(shè)備有中斷產(chǎn)生，主處理器向從處理器的doorbell寄存器約定的某一位中寫入相應(yīng)的中斷標(biāo)志，從而向從處理器產(chǎn)生一個(gè)中斷。
本發(fā)明提出了一種主從處理器共同引導(dǎo)啟動(dòng)的方法，在啟動(dòng)過(guò)程中，共用PCI總線時(shí)主處理器將從處理器作為一個(gè)PCI設(shè)備進(jìn)行進(jìn)行配置和處理。使用本發(fā)明提出的方法，可以使PCI設(shè)備按照系統(tǒng)需求指定給相應(yīng)的處理機(jī)專用，并且通過(guò)外圍的PCI設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件調(diào)試，增加PCI總線帶寬使用效率，方便了系統(tǒng)的調(diào)試，一定程度上避免了資源的浪費(fèi)，降低了成本，提高了系統(tǒng)的整體效率。


圖1是不對(duì)稱系統(tǒng)中主從式處理器的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中主從式處理器的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。
圖3是本發(fā)明所提出的方法的流程圖。
圖4是圖3中步驟(7)中主處理器驅(qū)動(dòng)從處理器PCI設(shè)備的過(guò)程流程圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
圖1是不對(duì)稱系統(tǒng)中主從式處理器的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。如圖1所示，主處理器1和從處理器2共用一條PCI總線3。PCI設(shè)備7為主處理器使用的PCI設(shè)備，PCI設(shè)備4為從處理器使用的PCI設(shè)備。主處理器1通過(guò)中斷線與從處理器PCI設(shè)備4相連，主處理器1與從處理器2之間的消息傳遞通過(guò)從處理器2的幾個(gè)寄存器mailbox0(標(biāo)號(hào)5)、mailbox1(標(biāo)號(hào)8)和doorbell(標(biāo)號(hào)6)進(jìn)行。在圖1所示的不對(duì)稱系統(tǒng)中，主處理器1負(fù)責(zé)自身小系統(tǒng)的引導(dǎo)和全部PCI空間的配置，以及制定對(duì)從處理器2的通信機(jī)制，通過(guò)從處理器2的mailbox和doorbell寄存器傳送各種信息的機(jī)制。從處理器2完成接收主處理器1傳遞過(guò)來(lái)的信息，根據(jù)主處理器1的分配機(jī)制，相應(yīng)地分配自己小系統(tǒng)的地址空間，設(shè)置物理地址和PCI地址映射關(guān)系，掛接約定好的所使用的PCI設(shè)備的中斷服務(wù)例程，驅(qū)動(dòng)所使用的PCI設(shè)備4。主處理器PCI設(shè)備7是根據(jù)需要分配給主處理器使用的PCI設(shè)備。從處理器PCI設(shè)備4是根據(jù)需要分配給從處理器使用的PCI設(shè)備。從處理器的mailbox0寄存器，是從處理器的0號(hào)信箱，負(fù)責(zé)引導(dǎo)過(guò)程中主處理器用于向從處理器傳遞配置信息。從處理器的doorbell寄存器，是與中斷相關(guān)的從處理器的門鈴寄存器。從處理器的mailbox1寄存器是從處理器的1號(hào)信箱，負(fù)責(zé)引導(dǎo)過(guò)程中從處理器用于向主處理器傳遞信息。
圖2是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例中主從式處理器的結(jié)構(gòu)關(guān)系示意圖。如圖2所示，在本發(fā)明的這個(gè)實(shí)施例中，主處理器1為MPC755，從處理器2為網(wǎng)絡(luò)處理器IXP1200，從處理器PCI設(shè)備4為PCI網(wǎng)卡ER82559。MPC755是PCI總線的主設(shè)備，負(fù)責(zé)為其它的處理器和PCI設(shè)備分配PCI空間。連接關(guān)系以及各部分功能如圖1部分所述。
圖3是本發(fā)明所提出的方法的流程圖。如圖3所示，本發(fā)明提出的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，包括下列步驟(1)主從處理器上電開始啟動(dòng)；(2)主處理器將從處理器作為一個(gè)PCI設(shè)備，開始初始化所有PCI空間；從處理器判斷主處理器是否在位，如果在位則繼續(xù)，否則結(jié)束；(3)從處理器設(shè)自己為從，初始化自身除PCI空間外的所有信息，并等待主處理器的信號(hào)；(4)主處理器初始化完畢后，通過(guò)從處理器的mailbox0寄存器將信息通知從處理器；(5)從處理器收到mailbox0寄存器的信息后，根據(jù)主處理器分配的地址進(jìn)行自身的配置，并向mailbox1寄存器中寫入自己的信息傳遞給主處理器；(6)主處理器從mailbox1寄存器獲得從處理器的配置信息，開始驅(qū)動(dòng)自身PCI設(shè)備和從處理器PCI設(shè)備；(7)主處理器通過(guò)mailbox0寄存器通知從處理器PCI設(shè)備中斷初始化完成；(8)從處理器收到中斷后，掛接PCI設(shè)備中斷例程驅(qū)動(dòng)PCI設(shè)備；(9)主處理器向共享內(nèi)存約定地址寫入所有PCI總線配置信息以及從處理器需要的信息；(10)從處理器自身系統(tǒng)全部啟動(dòng)完成后，從共享內(nèi)存中獲得整個(gè)系統(tǒng)的配置信息；(11)整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)成功，結(jié)束。
圖4是圖3中步驟(7)中主處理器驅(qū)動(dòng)從處理器PCI設(shè)備的過(guò)程流程圖。如圖4所示，結(jié)合圖1，主處理器1驅(qū)動(dòng)從處理器PCI設(shè)備4的過(guò)程包括如下步驟(1)從處理器PCI設(shè)備的中斷掛入主處理器；(2)主處理器初始化中斷矢量，并掛入相應(yīng)的中斷服務(wù)例程；(3)主處理器記錄下該P(yáng)CI設(shè)備的狀態(tài)；(4)中斷服務(wù)例程中如果該P(yáng)CI設(shè)備有中斷產(chǎn)生，主處理器向從處理器的doorbell寄存器約定的某一位中寫入相應(yīng)的中斷標(biāo)志，從而主處理器向從處理器產(chǎn)生一個(gè)中斷。
權(quán)利要求
1.一種嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，包括下列步驟(1)主從處理器上電開始啟動(dòng)；(2)主處理器將從處理器作為一個(gè)PCI設(shè)備，開始初始化所有PCI空間；從處理器判斷主處理器是否在位，如果在位則繼續(xù)，否則結(jié)束；(3)從處理器設(shè)自己為從，初始化自身除PCI空間外的所有信息，并等待主處理器的信號(hào)；(4)主處理器初始化完畢后，通過(guò)從處理器的mailbox0寄存器將信息通知從處理器；(5)從處理器收到mailbox0寄存器的信息后，根據(jù)主處理器分配的地址進(jìn)行自身的配置，并向mailbox1寄存器中寫入自己的信息傳遞給主處理器；(6)主處理器從mailbox1寄存器獲得從處理器的配置信息，開始驅(qū)動(dòng)自身PCI設(shè)備；(7)主處理器通過(guò)mailbox0寄存器通知從處理器PCI設(shè)備中斷初始化完成；(8)從處理器收到中斷后，掛接PCI設(shè)備中斷例程驅(qū)動(dòng)PCI設(shè)備；(9)主處理器向共享內(nèi)存約定地址寫入所有PCI總線配置信息以及從處理器需要的信息；(10)從處理器自身系統(tǒng)全部啟動(dòng)完成后，從共享內(nèi)存中獲得整個(gè)系統(tǒng)的配置信息；(11)整個(gè)系統(tǒng)啟動(dòng)成功，結(jié)束。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，所述步驟(7)中主處理器驅(qū)動(dòng)從處理器PCI設(shè)備的過(guò)程包括如下步驟(一)從處理器PCI設(shè)備的中斷掛入主處理器；(二)主處理器初始化中斷矢量，并掛入相應(yīng)的中斷服務(wù)例程；(三)主處理器記錄下該P(yáng)CI設(shè)備的狀態(tài)；(四)中斷服務(wù)例程中如果該P(yáng)CI設(shè)備有中斷產(chǎn)生，主處理器向從處理器的doorbell寄存器約定的某一位中寫入相應(yīng)的中斷標(biāo)志，從而主處理器向從處理器產(chǎn)生一個(gè)中斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，所述步驟(5)中從處理器根據(jù)主處理器分配的地址進(jìn)行自身的配置具體是指配置從處理器系統(tǒng)中的PCI地址和物理地址之間的映射關(guān)系。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，所述mailbox0寄存器是從處理器的0號(hào)信箱，負(fù)責(zé)引導(dǎo)過(guò)程中主處理器用于向從處理器傳遞配置信息。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，所述doorbell寄存器，是從處理器中與中斷相關(guān)的門鈴寄存器。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，其特征在于，所述mailbox1寄存器是從處理器的1號(hào)信箱，負(fù)責(zé)引導(dǎo)過(guò)程中從處理器用于向主處理器傳遞信息。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種嵌入式系統(tǒng)中主從式多處理器的引導(dǎo)方法，用于在不對(duì)稱系統(tǒng)中共同引導(dǎo)主從處理器啟動(dòng)。啟動(dòng)過(guò)程中從處理器作為主處理器的一個(gè)PCI設(shè)備存在，實(shí)現(xiàn)主從處理器PCI地址空間的統(tǒng)一分配，從處理器根據(jù)這一地址分配機(jī)制，實(shí)現(xiàn)自身的地址空間映射從而可以加載所要使用的PCI設(shè)備，通過(guò)PCI總線加以控制實(shí)現(xiàn)主從處理器的共同引導(dǎo)啟動(dòng)。使用本發(fā)明提出的方法，可以使PCI設(shè)備按照系統(tǒng)需求指定給相應(yīng)的處理機(jī)專用，并且通過(guò)外圍的PCI設(shè)備還可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的軟件調(diào)試，增加PCI總線帶寬使用效率，方便了系統(tǒng)的調(diào)試，一定程度上避免了資源的浪費(fèi)，降低了成本，提高了系統(tǒng)的整體效率。
文檔編號(hào)G06F15/16GK1529254SQ200310101970
公開日2004年9月15日 申請(qǐng)日期2003年10月20日 優(yōu)先權(quán)日2003年10月20日
發(fā)明者馮海英, 于學(xué)鴻, 張景濤, 徐正霞 申請(qǐng)人:中興通訊股份有限公司