根據(jù)各微處理器在多微處理器系統(tǒng)中的地位，可以把多微處理器系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)分為分級(jí)式結(jié)椰垂直式)和并行式結(jié)椰水平式頂種。
1．分級(jí)式結(jié)構(gòu)
分級(jí)式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)呈樹狀。在這種結(jié)構(gòu)中，各微處理器之間存在著明顯的層次關(guān)系。通常下級(jí)微處理器執(zhí)行數(shù)據(jù)采集和控制任務(wù)；上級(jí)微處理器執(zhí)行數(shù)據(jù)的加工任務(wù)以及綜合處理和管理抉策任務(wù)。如圖5.1所示的一種情況，PP為主微處理器，控制其它微處理器，其它微處理器為從微處理器，擔(dān)任具體的獨(dú)立的子任務(wù)，如數(shù)據(jù)采集、信號(hào)輸出、顯示打印等。這樣的分級(jí)式結(jié)構(gòu)又稱主從式結(jié)構(gòu)。由于每臺(tái)從微處理器MP只與主微處理器MM通信，因而系統(tǒng)通信結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于實(shí)現(xiàn)。
這種結(jié)構(gòu)形式的主微處理器十分重要，一旦出現(xiàn)故障，整個(gè)系統(tǒng)將陷于癱瘓，因此宜設(shè)計(jì)成雙供系統(tǒng)，即增加一個(gè)備用的主微處理器。另一種分級(jí)式結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)，上級(jí)微處理器只承擔(dān)監(jiān)視和大容量數(shù)據(jù)存儲(chǔ)等任務(wù)，而不控制下級(jí)微處理器，則它出現(xiàn)故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響不大。分級(jí)式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)的另一種可能故障是通信線路出問題，使得某些下級(jí)微處理器與上級(jí)微處理器失去聯(lián)系。性能要求高時(shí)，也可以采用冗余技術(shù)加以克服，或采用系統(tǒng)出現(xiàn)故障時(shí)微處理器自動(dòng)降級(jí)使用的方法。
2．共享總線式結(jié)構(gòu)
這是一種并行式結(jié)構(gòu)，與分級(jí)式結(jié)構(gòu)不同，并行式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中的各微處理器完全沒有固定的主從關(guān)系，各微處理器在定義之前是完全平等的關(guān)系，可以互相通信，也可以不聯(lián)系，可以作主微處理器，也可以作從微處理器。把各微處理器和外部設(shè)備通過公用總線連接起來，便形成所謂共享總線式結(jié)構(gòu)系統(tǒng)。如圖5.2所示，這種結(jié)構(gòu)又分單共享總線式和多共享總線式兩種。每一總線都會(huì)有控制線、數(shù)據(jù)線和地址線若干條，各微處理器和設(shè)備都掛在共享總線上，并按一定的規(guī)則對(duì)總線進(jìn)行訪問，從而達(dá)到各微處理器和設(shè)備之間彼此交換信息的目的。對(duì)于總線的訪問控制可以來用集中和分散兩種方式。在集中控制方式中，訪問總線的控制功能集中于一處，交換的信息首先傳送至一個(gè)共享開關(guān)中，然后由它將這些信息沿著公用總線再傳送至指定的目的地。這種集中控制功能可以包括在一個(gè)微處理器中，或者由一個(gè)專用總線控制器來完成。專用總線控制器可以按查詢方式、中斷方式或特殊的分配方式工作。若采用另一種方式，總線的控制邏輯分散在與總線相連的所有微處理器中。
共享總線式系統(tǒng)的性能主要取決于總線的“帶寬”、系統(tǒng)設(shè)備的數(shù)目、和訪問控制規(guī)則等因素。共享總線式系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的主要優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，設(shè)備的掛接或摘除比較方便，成本較低它的問題在于，如果總線出現(xiàn)故障，則將影響整個(gè)系統(tǒng)。多共享總線可以提高性能和可靠性，但結(jié)構(gòu)復(fù)雜，成本增高。
3．點(diǎn)至點(diǎn)互聯(lián)式結(jié)構(gòu)
將兩個(gè)以上的微處理器通過通信線路彼此連接起來便形成點(diǎn)至點(diǎn)互聯(lián)式結(jié)構(gòu)。如果在點(diǎn)至點(diǎn)互聯(lián)系統(tǒng)中，每個(gè)微處理器之間都有通信線路連接，則稱為全互聯(lián)系統(tǒng)，否則稱為部分互聯(lián)系統(tǒng)。圖5.3所示的為一般全互聯(lián)式結(jié)構(gòu)的多微處理器系統(tǒng)。
這種結(jié)構(gòu)的多微處理器系統(tǒng)中，通信機(jī)構(gòu)復(fù)雜，當(dāng)微處理器數(shù)量大于5時(shí)，系統(tǒng)內(nèi)部沖突和競(jìng)爭(zhēng)增加，致使通信轉(zhuǎn)換不快涎以滿足實(shí)時(shí)要求刷如肘于圖5.3所示的五個(gè)節(jié)點(diǎn)組成的全互聯(lián)系統(tǒng)，需要10條通信線路，且每個(gè)微處理器要有四個(gè)接口，以便與其它微處理器連接。當(dāng)然，這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是可靠性高，部分通信線路的故障對(duì)整個(gè)系統(tǒng)影響不大。為了避免造價(jià)過高，且滿足實(shí)時(shí)要求，系統(tǒng)的微處理器不能過多，最好不超過三個(gè)。
4．共享存儲(chǔ)器連接式結(jié)構(gòu)
圖5.4所示的是，各微處理器通過一個(gè)多端口存儲(chǔ)器連接進(jìn)行通信的結(jié)構(gòu)，稱為共享存儲(chǔ)器連接式結(jié)構(gòu)。這種結(jié)構(gòu)中，多端口負(fù)貢解決訪問沖突，并采用周期安排方式進(jìn)行訪問。訪問快，吞吐量大，可靠性高是這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)。但當(dāng)系統(tǒng)的微處理器數(shù)量達(dá)到3個(gè)及以上時(shí)，存儲(chǔ)器端口的增加會(huì)有困難。這里的多端口共享存儲(chǔ)器與共享總線式系統(tǒng)中的共享存儲(chǔ)器(公共存儲(chǔ)器)是有區(qū)別的。（本文來源：正航儀器）http://www.gtiwv.com
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