專利名稱：控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計算機結(jié)構(gòu)設(shè)計技術(shù)，尤其涉及一種將控制類指令與計算類指令分別使用不同處理器的計算機系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
所有計算機都有指令系統(tǒng)。指令系統(tǒng)中有控制類指令，如轉(zhuǎn)移指令、停機指令、中斷的開關(guān)指令、置條件碼指令等，還有計算類指令，如針對不同數(shù)據(jù)類型的四則運算，邏輯運算等。控制類指令決定程序的走向，計算類指令實施運算，傳統(tǒng)計算機的指令系統(tǒng)將此兩類指令混雜在一起，致使指令系統(tǒng)復(fù)雜，設(shè)計難度大；由于指令復(fù)雜，指令部件的速度提高就困難，束縛了整體速度的提高；束縛了運算類指令的發(fā)展，因為不同寬度的數(shù)據(jù)(如8 位的數(shù)據(jù)寬度或16位的數(shù)據(jù)寬度)是完全不同的指令系統(tǒng)，如果將控制指令與運算指令分離，那么數(shù)據(jù)寬度的變化，數(shù)據(jù)類型的變化，甚至計算方法的改變都不影響控制類指令。 現(xiàn)有技術(shù)中也有使用雙處理器或多處理器的計算機結(jié)構(gòu)，但從每個處理器的工作任務(wù)設(shè)計上，還是控制類指令與計算類指令混雜方式。如
公開日為2007年10月17日、公開號為 CN101055556的專利文獻公開了這樣的技術(shù)方案一種多CPU系統(tǒng)，包括整個系統(tǒng)由多個獨立的CPU、一個消息交換單元和一個定時消息發(fā)送單元組成，各個CPU之間只能通過該交換單元相互聯(lián)系，交換單元與各CPU之間采用FIFO或者高速串行接口進行連接，CPU與交換單元之間通過消息傳遞信息，交換單元與定時消息發(fā)送單元合作，監(jiān)控系統(tǒng)中各CPU的狀態(tài)，以便及時發(fā)現(xiàn)異常，恢復(fù)正常運行，該結(jié)構(gòu)能夠?qū)崿F(xiàn)更強的穩(wěn)定性、更好的安全性以及更快速的CUP間通訊。但是該方案的不足之處仍然是每個CUP所運行指令為控制類指令與計算類指令混雜方式。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要是解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的控制指令與運算指令混雜致使指令系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)計難度大，影響整體速度提高等技術(shù)問題，提供一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，它不論計算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，因而系統(tǒng)軟件的兼容性好、靈活性更高，便于形成不同數(shù)據(jù)寬度、不同數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、不同計算指令集的計算機，而系統(tǒng)軟件或管理軟件仍保持不變，大幅提高設(shè)計和使用計算機的工作效率。本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)問題主要是通過下述技術(shù)方案得以解決的，一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，包括存儲器、輸入輸出設(shè)備，存儲器包括第一內(nèi)部存儲器 (控制處理器的工作存儲器)、第二內(nèi)部存儲器(計算處理器的工作存儲器)和外部存儲器，還包括控制處理器，計算處理器，控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲器和外部存儲器，計算處理器連接第二內(nèi)部存儲器，控制處理器與計算處理器間采用總線連接。本發(fā)明的這種計算機系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，由兩組指令系統(tǒng)組成，控制類指令控制程序走向；計算類指令進行科學(xué)計算。專職控制類指令的處理器稱為控制處理器，專職計算類指令的處理器稱為計算處理器。在實際使用中，由控制處理器連接外部接口設(shè)備，負責與外界的通訊，并作為運行操作系統(tǒng)的平臺，計算處理器進行圖像處理、科學(xué)計算等計算類工作。控制處理器因為不需要處理大量專用數(shù)據(jù)、也不需要做復(fù)雜的科學(xué)計算，所以它的重點放在對外通訊、人機交互界面和通用開發(fā)環(huán)境上，它也是操作系用的運行平臺，不論計算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，這就使得控制處理器及外圍輸入輸出端口設(shè)計通用性更好，靈活性更高，在計算機硬件不斷升級的發(fā)展過程中，控制處理器可以基本保持不變；計算處理器設(shè)計成具有更高速計算能力的處理器，它完成全部大數(shù)據(jù)量的計算處理，控制處理器與計算處理器間采用總線方式進行數(shù)據(jù)傳輸和通信。這樣的方案使計算機結(jié)構(gòu)更加合理，工作速度和效率更高。作為優(yōu)選，計算處理器還連接外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口。通過外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口連接視頻實時數(shù)據(jù)通道、以及其他需要進行數(shù)據(jù)處理的設(shè)備。作為優(yōu)選，總線是存儲器總線，存儲器總線連接在控制處理器與計算處理器之間作為通信總線。作為優(yōu)選，存儲器總線由雙端口共享存儲器提供，所述雙端口共享存儲器是一個具有兩個完全獨立的SRAM接口的共享存儲器。該種方式即為雙端口互聯(lián)方式，它允許兩個處理器單元獨立訪問一個共用存儲器空間，從而通過其存儲器總線并利用標準讀寫操作來交換數(shù)據(jù)，實現(xiàn)兩個處理器間通信。作為優(yōu)選，控制處理器還連接USB總線接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口，以及其他應(yīng)用接口都可以設(shè)成使用控制處理器進行管理的外部口。本發(fā)明帶來的有益效果是，無論計算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，使得控制處理器及輸入輸出端口通用性更好、靈活性更高、系統(tǒng)軟件的兼容性更好，可使計算處理器設(shè)計成具有更高速計算能力的處理器，大幅提高設(shè)計和使用計算機的工作效率。


圖1是本發(fā)明的一種原理框圖。圖中1是第一存儲器，2是第二存儲器，3是外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口，4是控制處理器，5是雙端口共享存儲器，6是計算處理器，7是外部存儲器，8是鍵盤，9是顯示器，10是 USB接口，11是通信接口，12是網(wǎng)絡(luò)接口。
具體實施例方式下而通過實施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進一步具體說明。實施例如圖1所示，本發(fā)明是一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)， 包括鍵盤8，顯示器9，USB接口 10，通信接口 11，網(wǎng)路接口 12，第一內(nèi)部存儲器1、第二內(nèi)部存儲器2，外部存儲器7，控制處理器4，計算處理器6 ；控制處理器4連接鍵盤8、顯示器9、 USB接口 10、通信接口 11、網(wǎng)路接口 12、第一內(nèi)部存儲器1、外部存儲器7，計算處理器6連接第二內(nèi)部存儲器2、外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口 3，雙端口共享存儲器5的一個端口通過存儲器總線連接控制處理器4，另一個端口通過存儲器總線連接計算處理器6，從而建立起控制處理器4與計算處理器6間的高速通道。外部存儲器7是硬盤。
控制處理器4所形成的平臺上安裝操作系統(tǒng)，專職管理輸入輸出設(shè)備、輸入輸出端口，計算處理器6連接第二存儲器2、數(shù)據(jù)輸入輸出接口 3，從而構(gòu)成子系統(tǒng)，并接受控制處理器4平臺上的操作系統(tǒng)管理，專職科學(xué)計算，比如圖形處理、圖像處理、結(jié)構(gòu)分析計算、 專業(yè)軟件等。所以本發(fā)明具有無論計算處理器如何變化，控制處理器都可以保持不變，使得控制處理器及輸入輸出端口通用性更好、靈活性更高、系統(tǒng)軟件的兼容性更好，可使計算處理器設(shè)計成具有更高速計算能力的處理器，大幅提高設(shè)計和使用計算機的工作效率等特征。
權(quán)利要求
1.一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，包括存儲器、輸入輸出設(shè)備，所述存儲器包括第一內(nèi)部存儲器、第二內(nèi)部存儲器和外部存儲器，其特征在于還包括控制處理器，計算處理器，所述控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲器和外部存儲器，計算處理器連接第二內(nèi)部存儲器，控制處理器與計算處理器間采用總線連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，其特征在于所述計算處理器還連接外部數(shù)據(jù)輸入輸出端口。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，其特征在于所述總線是存儲器總線，所述存儲器總線連接在控制處理器與計算處理器之間作為通信總線。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，其特征在于所述存儲器總線由雙端口共享存儲器提供，所述雙端口共享存儲器是一個具有兩個完全獨立的SRAM接口的共享存儲器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，其特征在于所述控制處理器還連接USB總線接口、通信接口、網(wǎng)絡(luò)接口。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種控制類指令與計算類指令分離式計算機系統(tǒng)，目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)所存在的控制指令與運算指令混雜致使指令系統(tǒng)復(fù)雜、設(shè)計難度大，影響整體速度提高等技術(shù)問題，它包括存儲器、輸入輸出設(shè)備，存儲器包括第一內(nèi)部存儲器、第二內(nèi)部存儲器和外部存儲器，還包括控制處理器，計算處理器，控制處理器連接輸入輸出設(shè)備、第一內(nèi)部存儲器和外部存儲器，計算處理器連接第二內(nèi)部存儲器，控制處理器與計算處理器間采用總線連接，它可有效提高計算機系統(tǒng)工作速度和工作效率。
文檔編號G06F9/30GK102360278SQ20111026263
公開日2012年2月22日 申請日期2011年9月7日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月7日
發(fā)明者朱瑞, 鞠怡明 申請人:蘇州科雷芯電子科技有限公司