[发明专利]使用系统总线控制器的模块间通信的设备和方法

说明书

本发明一般涉及系统总线控制器，更具体说，涉及用于系统处理器单元(SPU)之间、以及一SPU和包括接口、时钟及交换单元的所有其他系统模块之间互相通信的方法和设备。

系统总线通常能够按照字长量，实现各种计算机系统单元之间的数据交换。在实际应用中，大量的单元连接至同一条总线上，各单元都以有序的方式为各自的传输争用该条总线。

系统部件之间数据交换的定时和排序是由一个特定的网络总线体系结构来控制的。一个已知的这种体系结构是“以太网(Ethemet)”。在以太网中的所有站都通过一些网络接口卡或连接器与一条缆线相连接，缆线通到每一用户设备，它可以是一种无屏蔽双绞式(UTP)导线(采用一个RJ-45连接器)同轴缆线。

以太网络采用一种称为带有冲突检测的载波侦听多路存取(CSMA/CD)的协议。在这种CSMA/CD协议中，每个站通过连续地监视缆线，检测其何时空闲(无用户传送)、何时有一个用户正在(成功地)进行传输、或者何时有多于一个用户正在同时试图传输(冲突)，来共用这条缆线。

缆线基本上起着一条广播总线的作用。如果任一个站检测到这条缆线是空闲的，它便可以在其上传输。一旦一个站进行传输，其它一些站将不能够中断这一传输。如果两个站同时开始传输，它们则利用冲突检测来检测这一冲突，并停下来，在经过一个随机选择时间间隔之后，进行重试。

以太网络具有每秒10兆位(Mbps)的额定传输数据速率。但是，空闲时间与冲突会显著地将有用信息吞吐量减少到大约1-2Mbps。光缆不能用于这类网络，因为它们不适用于由站直接抽头，而利用同轴电缆则能做到。

在令牌式环形网络中，站是以点对点的链接方式安排在相邻两地间的一个环路中的。传输的信息流为单向，即顺时针方向或反时针方向。一个传输信息经过点对点链路传送到接收站，然后向前绕过环中其余的站而回到发送站，作为一次确认。只有一个拥有“令牌”(一个单数字的码字)的站才可以进行传送。在传送之后，该站将令牌传给其下游的相邻站，因而在一个令牌式环路之中不会发生冲突。

因为令牌环采用点对点的链接，所以可以使用诸如屏蔽双绞式(STP)馈线和光缆等各种各样的传输媒体。

令牌环的传输速率，取决于所用传输媒体，范围在1Mbps(用STP)至16Mbps(用光缆)。大多数设备都采用STP，因为其在两者中较为便宜。

这些现有的总线拓扑结构有以下缺点。其一是传输速率低。如以上所讨论的，虽然以太网传输额定速率达10Mbps，但是在实际操作中由于空闲时间和冲突，会使其低得多。令牌环的传输速率范围可从1到16Mbps，但其数据流向为单向的。

第二个缺点是，上述这些拓扑结构，要求大量的连接脚并要以机械方式连接。而且这两种拓扑结构都要求复杂的协议来建立信息及管理数据的传输。最后，还需要复杂的硬件设计来支持数据传输和误差检测功能。

鉴于以上原因，所以需要一种能够在系统处理器与系统模块之间或之中进行宽带双向数据传递的系统总线控制器，而能采用简单的协议和硬件来格式化并管理数据的传输。

本发明的目的在于提供一种在各系统模块中引入系统总线控制器的系统总线体系结构，其基本上能够消除一个或多个现有技术中的局限和缺点所引起的问题。

通常，系统总线控制器允许两个不同处理器模块之间的通信(即处理器间的通信(IPC))，其中一个为主设备模块，另一个为从属设备模块。而且，系统总线控制器还提供从属模块之间的数据通信，或者一个主模块与多个从属模块之间的数据通信。

另外，系统总线控制器允许由主控制器通过底板进行的远程数据传输，并在底板上为IPC提供足够的带宽。

为了实现这些以及其它的优点，根据本发明的目的，作为具体化和广义上的描述，本发明提供了一种用于模块间通信的系统总线，包括：一条底板总线(back-plane bus)；与该底板总线相通的存储器装置，用于存储数据；多个寄存器，用于控制对该存储器装置的访问一个经一主总线控制器与底板总线相连接的主系统处理器模块，其带有一个选择性地与主总线控制器相通的中央处理单元；多个经一从属总线控制器与底板总线相连接的从属模块，这多个从属模块中的每一个都带有一个选择性地与所述从属总线控制器相通的从属中央处理单元；主、从总线控制器都选择性地与存储器装置、多个寄存器、以及各自的中央处理单元相通，以通过底板总线发送和接收数据。