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中央处理模块的内核

发布时间:2012/4/11 20:07:14 访问次数:882

    为了最大程度地实现节点性能,实现分布MMBT3906LT1G式并行处理,中央处理模块内核一般采用Harvard结构,具有独立的数据总线和程序总线。程序存储器的指令通过一级流水线运行。中央处理模块在执行一条指令的同时读取下一条指令,即预取。这样,便实现了指令的单时钟周期运行。内核中的程序存储器一般采用可在线编程的Flash。而内核中的通用工作寄存器可以在一个时钟周期内访问,从而实现单时钟周期的ALU操作,提高了节点的运行效率。图10-3所示为典型的无线传感器网络中央处理模块的内核结构。

              
    一般来说,元线传感器网络节点内部的Flash存储空间都不大,以CrossBow公司的Mica2节点为例,其Flash大小为128kB。由于无线传感器网络操作系统(如TinyOS、MantisOS等)和协议栈等所需要的存储空间都比较小,并且目前大多数类型的节点仍然以传感信息量较小的环境数据和控制数据为主,因此这样的存储空间是可以满足基本应用要求的。在Mica2节点中,由于所有的指令都是16位或32位,所以Flash组织成64kB×16的形式。考虑到软件安全性,Mica2的Flash程序存储器分为两个区:引导程序区和应用程序区,程序计数器PC为16位,因此可以寻址64kB的程序存储器。其程序存储区的映像结构如图10-4所示。一般来说,无线传感器网络节点的Flash存储器可以擦写10 000次以上。

              
    Mica2同样支持外部扩展存储器。在普通模式下,前4 352个数据地址包含寄存器、I/O存储器、扩展的I/O存储器及内部数据SRAM。起始的32个地址为寄存器文件,然后是64个I/O存储器,接着是160个扩展的I/O存储器,最后是4 096B的内部数据SRAM。64kB的外部数据SRAM可以紧跟在内部SRAM之后。带有外部扩展SRAM的数据存储区映像如图10-5所示。

    为了最大程度地实现节点性能,实现分布MMBT3906LT1G式并行处理,中央处理模块内核一般采用Harvard结构,具有独立的数据总线和程序总线。程序存储器的指令通过一级流水线运行。中央处理模块在执行一条指令的同时读取下一条指令,即预取。这样,便实现了指令的单时钟周期运行。内核中的程序存储器一般采用可在线编程的Flash。而内核中的通用工作寄存器可以在一个时钟周期内访问,从而实现单时钟周期的ALU操作,提高了节点的运行效率。图10-3所示为典型的无线传感器网络中央处理模块的内核结构。

              
    一般来说,元线传感器网络节点内部的Flash存储空间都不大,以CrossBow公司的Mica2节点为例,其Flash大小为128kB。由于无线传感器网络操作系统(如TinyOS、MantisOS等)和协议栈等所需要的存储空间都比较小,并且目前大多数类型的节点仍然以传感信息量较小的环境数据和控制数据为主,因此这样的存储空间是可以满足基本应用要求的。在Mica2节点中,由于所有的指令都是16位或32位,所以Flash组织成64kB×16的形式。考虑到软件安全性,Mica2的Flash程序存储器分为两个区:引导程序区和应用程序区,程序计数器PC为16位,因此可以寻址64kB的程序存储器。其程序存储区的映像结构如图10-4所示。一般来说,无线传感器网络节点的Flash存储器可以擦写10 000次以上。

              
    Mica2同样支持外部扩展存储器。在普通模式下,前4 352个数据地址包含寄存器、I/O存储器、扩展的I/O存储器及内部数据SRAM。起始的32个地址为寄存器文件,然后是64个I/O存储器,接着是160个扩展的I/O存储器,最后是4 096B的内部数据SRAM。64kB的外部数据SRAM可以紧跟在内部SRAM之后。带有外部扩展SRAM的数据存储区映像如图10-5所示。

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