基于多CF接口系統的總線(xiàn)設計

集中式仲裁方式的電路簡(jiǎn)單，速度快；但它的容錯能力差，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和仲裁器。共享的仲裁總線(xiàn)上總是保存著(zhù)當前占用總線(xiàn)模塊的仲裁號，當其它模塊有總線(xiàn)請求時(shí)，各仲裁器將從仲裁總線(xiàn)上得到的號與自己的號進(jìn)行比較。假如仲裁總線(xiàn)上的號大，則它的總線(xiàn)請求不予響應，并撤消它的仲裁號。最后，獲勝者的仲裁號保存在仲裁總線(xiàn)上。

分布式仲裁方法固然電路復雜一點(diǎn)，但容錯能力強，可擴展性好，當其中一部分出現故障時(shí)，不會(huì )影響其它的部分的工作。

3.3 本系統仲裁策略的解決方案

本系統采用計數器定時(shí)查詢(xún)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(xiàn)上的任一設備要求使用總線(xiàn)時(shí)，通過(guò)共同的請求線(xiàn)向中心仲裁器發(fā)出總線(xiàn)請求。仲裁器接到請求信號以后，在總線(xiàn)不忙的情況下，讓仲裁地址計數器開(kāi)始計數，計數值通過(guò)一組地址線(xiàn)發(fā)向各設備。每個(gè)設備接口都有一個(gè)設備地址判別電路，當地址線(xiàn)上的計數值與請求總線(xiàn)的設備地址相一致時(shí)，該設備把總線(xiàn)狀態(tài)設為占用，獲得了總線(xiàn)使用權，同時(shí)中止計數查詢(xún)。該方式的特點(diǎn)是計數靈活，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(xiàn)沖突和“死鎖”的題目。對于緊急占用的題目，可以通過(guò)中斷廣播的方法來(lái)實(shí)現。即當有一個(gè)CF卡需要緊急服務(wù)時(shí)，它向所有的設備發(fā)出占用總線(xiàn)的中斷請求，其它設備檢查自己是否占用總線(xiàn)，假如占用，就馬上開(kāi)釋?zhuān)粵](méi)有占用，就繼續執行自己的操縱。當緊急任務(wù)完成后，該CF卡再把總線(xiàn)控制權交給原來(lái)控制總線(xiàn)的設備。這樣就可以使各設備的優(yōu)先權得到保證。

4. 具體的設計實(shí)現

本系統中的多CF卡采用INTEL公司的PD6722作為主控。它是一個(gè)專(zhuān)門(mén)的從ISA總線(xiàn)擴展出兩個(gè)符合PCMCIA標準的芯片，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，這為設計帶來(lái)了很大的方便。

設計本系統的主要工作是對如何更加有效地種用總線(xiàn)。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計，還要選擇良好的總線(xiàn)仲裁策略。

這個(gè)系統直接連到系統的總線(xiàn)上，在加電的同時(shí)，總線(xiàn)首先由主控占用，并由主控對各個(gè)接口進(jìn)行初始化的配置，把相應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，然后用計數器定時(shí)查詢(xún)方式進(jìn)行工作。

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