多CPU电磁流量计转换器的研制

　　0　概述

　　随着微电子技术的不断创新和发展,以单片机为核心的智能化测量仪表得到了迅速的发展,尤其是近几年来嵌入式系统和DCS系统的发展,对仪表的网络化功能要求越来越高。因此在一些实时性要求较高的多任务系统中,传统的单CPU系统已不能够满足这种需要。

　　随着单片机的性价比越来载高,多CPU单片机系统为满足实时性要求较高的多任务系统提供了一种即简单又经济的解决途径。基于多CPU设计思想的智能测量仪表,在并行处理和实时采集数据方面具有明显的优势。

　　1　多CPU系统的智能测量仪表的设计原理及实现方法

　　基于多CPU单片机系统的智能测量仪表就是在构成智能测量仪表系统中含有两个以上CPU，每个CPU独立处理一项或少量的任务，然后通过某种方法，各个独立的模块之间进行必要的数据交换，组合成一个有机的整体来完成仪表的总体功能，图1为多CPU系统方框图。

　　多CPU系统中单CPU模块的设计与传统的单CPU系统的设计基本相似，多CPU智能仪表的设计关键就是如何解决好多CPU系统间的信息交换，多CPU系统间信息交换的常用方法主要有以下几种:

　　1.1通过CPU的串行口实现主从式多机之间的通讯

　　图2为采用串行口进行数据交换多CPU系统的示意图。它不需要增加任何硬件成本，只需将CPU的串行接口线TXD, RXD简单地连接在一起即可，是一种经济实用的方案;但只能应用在实时性要求不高、任务不是十分繁忙,CPU间的数据交换量不大的系统中，具有一定应用局限性。

　　1.2采用共享存贮器方式实现多CPU间的数据交换

　　存贮器共享就是指多CPU间共同使用一块存贮器空间，图3是其原理方框图。

　　此方案中CPU间每次以字节方式并行高速地交换大量数据，能够满足任务繁忙、数据交换量大、实时性要求非常高的系统。目前已有带两套I/O线和仲裁电路的双口RA M，如1DT7132,IDT7142等集成芯片。可以很方便地产现双CPU间的高速数据交换。

　　1.3架用并行接口方式实现多机通讯

　　采用并行接口方式实现多机通讯的原理方框图如图4所示:

　　采用并行接口方式实现多CPU间通讯的方案时，必须并且只能将其中之一设置为主CPU，其他的CPU作为主CPU的一个外设，通过并行vo扩展接口芯片(如8255)或直接挂接在主CPU的总线上与主CPU间进行数据交换，CPU间的数据交换必须经过主CPU才能实现。采用这种方案，在实时性、数据交换量以及速度方面都能满足大多系统的要求，软、硬件的设计思想与单CPU系统十分接近，能够大大缩短系统开发时间。