中央處理模塊的內(nèi)核
發(fā)布時(shí)間:2012/4/11 20:07:14 訪問(wèn)次數(shù):876
為了最大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)性能,實(shí)現(xiàn)分布MMBT3906LT1G式并行處理,中央處理模塊內(nèi)核一般采用Harvard結(jié)構(gòu),具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和程序總線。程序存儲(chǔ)器的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行。中央處理模塊在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令,即預(yù)取。這樣,便實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行。內(nèi)核中的程序存儲(chǔ)器一般采用可在線編程的Flash。而內(nèi)核中的通用工作寄存器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)訪問(wèn),從而實(shí)現(xiàn)單時(shí)鐘周期的ALU操作,提高了節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行效率。圖10-3所示為典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中央處理模塊的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。
一般來(lái)說(shuō),元線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的Flash存儲(chǔ)空間都不大,以CrossBow公司的Mica2節(jié)點(diǎn)為例,其Flash大小為128kB。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(如TinyOS、MantisOS等)和協(xié)議棧等所需要的存儲(chǔ)空間都比較小,并且目前大多數(shù)類型的節(jié)點(diǎn)仍然以傳感信息量較小的環(huán)境數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)為主,因此這樣的存儲(chǔ)空間是可以滿足基本應(yīng)用要求的。在Mica2節(jié)點(diǎn)中,由于所有的指令都是16位或32位,所以Flash組織成64kB×16的形式。考慮到軟件安全性,Mica2的Flash程序存儲(chǔ)器分為兩個(gè)區(qū):引導(dǎo)程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū),程序計(jì)數(shù)器PC為16位,因此可以尋址64kB的程序存儲(chǔ)器。其程序存儲(chǔ)區(qū)的映像結(jié)構(gòu)如圖10-4所示。一般來(lái)說(shuō),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Flash存儲(chǔ)器可以擦寫10 000次以上。
Mica2同樣支持外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器。在普通模式下,前4 352個(gè)數(shù)據(jù)地址包含寄存器、I/O存儲(chǔ)器、擴(kuò)展的I/O存儲(chǔ)器及內(nèi)部數(shù)據(jù)SRAM。起始的32個(gè)地址為寄存器文件,然后是64個(gè)I/O存儲(chǔ)器,接著是160個(gè)擴(kuò)展的I/O存儲(chǔ)器,最后是4 096B的內(nèi)部數(shù)據(jù)SRAM。64kB的外部數(shù)據(jù)SRAM可以緊跟在內(nèi)部SRAM之后。帶有外部擴(kuò)展SRAM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)映像如圖10-5所示。
為了最大程度地實(shí)現(xiàn)節(jié)點(diǎn)性能,實(shí)現(xiàn)分布MMBT3906LT1G式并行處理,中央處理模塊內(nèi)核一般采用Harvard結(jié)構(gòu),具有獨(dú)立的數(shù)據(jù)總線和程序總線。程序存儲(chǔ)器的指令通過(guò)一級(jí)流水線運(yùn)行。中央處理模塊在執(zhí)行一條指令的同時(shí)讀取下一條指令,即預(yù)取。這樣,便實(shí)現(xiàn)了指令的單時(shí)鐘周期運(yùn)行。內(nèi)核中的程序存儲(chǔ)器一般采用可在線編程的Flash。而內(nèi)核中的通用工作寄存器可以在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)訪問(wèn),從而實(shí)現(xiàn)單時(shí)鐘周期的ALU操作,提高了節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行效率。圖10-3所示為典型的無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)中央處理模塊的內(nèi)核結(jié)構(gòu)。
一般來(lái)說(shuō),元線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)內(nèi)部的Flash存儲(chǔ)空間都不大,以CrossBow公司的Mica2節(jié)點(diǎn)為例,其Flash大小為128kB。由于無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)(如TinyOS、MantisOS等)和協(xié)議棧等所需要的存儲(chǔ)空間都比較小,并且目前大多數(shù)類型的節(jié)點(diǎn)仍然以傳感信息量較小的環(huán)境數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)為主,因此這樣的存儲(chǔ)空間是可以滿足基本應(yīng)用要求的。在Mica2節(jié)點(diǎn)中,由于所有的指令都是16位或32位,所以Flash組織成64kB×16的形式。考慮到軟件安全性,Mica2的Flash程序存儲(chǔ)器分為兩個(gè)區(qū):引導(dǎo)程序區(qū)和應(yīng)用程序區(qū),程序計(jì)數(shù)器PC為16位,因此可以尋址64kB的程序存儲(chǔ)器。其程序存儲(chǔ)區(qū)的映像結(jié)構(gòu)如圖10-4所示。一般來(lái)說(shuō),無(wú)線傳感器網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)的Flash存儲(chǔ)器可以擦寫10 000次以上。
Mica2同樣支持外部擴(kuò)展存儲(chǔ)器。在普通模式下,前4 352個(gè)數(shù)據(jù)地址包含寄存器、I/O存儲(chǔ)器、擴(kuò)展的I/O存儲(chǔ)器及內(nèi)部數(shù)據(jù)SRAM。起始的32個(gè)地址為寄存器文件,然后是64個(gè)I/O存儲(chǔ)器,接著是160個(gè)擴(kuò)展的I/O存儲(chǔ)器,最后是4 096B的內(nèi)部數(shù)據(jù)SRAM。64kB的外部數(shù)據(jù)SRAM可以緊跟在內(nèi)部SRAM之后。帶有外部擴(kuò)展SRAM的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)區(qū)映像如圖10-5所示。
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