多處理器配置概述

多處理器是指同時執行指令的多組處理器。有三種基本的多處理器配置。

• 協處理器配置
• 緊密耦合配置
• 鬆散耦合配置

協處理器配置

協處理器是微處理器晶片上一種專門設計的電路，可以非常快速地執行微處理器執行的相同任務。它減少了主處理器的負載。協處理器共享相同的記憶體、I/O 系統、匯流排、控制邏輯和時鐘發生器。協處理器處理諸如數學計算、螢幕圖形顯示等專業化任務。

8086 和 8088 可以執行大多數操作，但它們的指令集無法執行復雜的數學運算，因此在這些情況下，微處理器需要數學協處理器，例如 Intel 8087 數學協處理器，它可以輕鬆快速地執行這些運算。

協處理器配置框圖

協處理器和處理器是如何連線的？

• 協處理器和處理器透過 TEST、RQ-/GT- 和 QS₀ & QS₁ 訊號連線。

• TEST 訊號連線到協處理器的 BUSY 引腳，其餘 3 個引腳連線到協處理器相同名稱的 3 個引腳。

• TEST 訊號負責協處理器的活動，即協處理器是繁忙還是空閒。

• RT-/GT- 用於匯流排仲裁。

• 協處理器使用 QS₀ & QS₁ 來跟蹤主機處理器的佇列狀態。

緊密耦合配置

緊密耦合配置類似於協處理器配置，即兩者共享相同的記憶體、I/O 系統匯流排、控制邏輯和控制發生器以及主機處理器。但是，協處理器和主機處理器分別獲取並執行自己的指令。系統匯流排由協處理器和主機處理器獨立控制。

緊密耦合配置框圖

處理器和獨立處理器是如何連線的？

• 主機和獨立處理器之間的通訊透過記憶體空間進行。

• 沒有指令用於通訊，例如 WAIT、ESC 等。

• 主機處理器管理記憶體，並透過向其一個埠傳送命令來喚醒獨立處理器。

• 然後，獨立處理器訪問記憶體以執行任務。

• 任務完成後，它使用狀態訊號或中斷請求向主機處理器傳送確認。

鬆散耦合配置

鬆散耦合配置由許多基於微處理器的系統模組組成，這些模組透過公共系統匯流排連線。每個模組都包含自己的時鐘發生器、記憶體、I/O 裝置，並透過本地匯流排連線。

鬆散耦合配置框圖

優點

• 擁有多個處理器可提高效率。

• 每個處理器都有自己的本地匯流排來訪問本地記憶體/I/O 裝置。這使得並行處理變得容易。

• 系統結構靈活，即一個模組的故障不會影響整個系統的故障；故障模組可以稍後更換。