DIY一个小型计算机系统（1）

打算利用MCU及自己掌握的软硬件知识来diy一个小型计算机系统，一个真正的个人电脑，仅属于自己的PC。

大致构想如下：

一、CPU：双MPU——MCU采用STC公司的12C5412AD，PLCC32封装。12C5412AD为单时钟周期的51核MCU，速度飞快，在使用25MHz晶振时能获得大约20MIPS的运算能力，有硬件乘法器及除法器（没有硬件浮点运算器）。内置12K FLASH ROM，512字节SRAM，应该可以满足要求。自带SPI硬件同步通信口，支持主/从模式。支持ISP在线烧录程序（从UART口烧录，简单好用）。集成了EEPROM可以用来保存设置参数，不需要单独的存储芯片。

选择MCU时我主要是基于如下几个因素：

1、  支持ISP在线烧录，这样不用老是拔插MCU进行程序烧写，方便。

2、  必须自带SPI同步通信口，因为太多外设都是用SPI方式，如果用软件来模拟SPI通信非常麻烦

3、  速度尽可能快。

这个双MCU跟现代的双CPU及双核设计不一样，仅能说是伪双CPU结构。我的构想是尽可能设计成两块MCU共享一片扩展内存（有待进一步考虑……难度比较大）。相对于PC上的CPU，MCU的功能太弱了，没有MMU内存管理单元，没有硬件调度器来分配任务。我也没接触过这方面的硬件电路，暂时没法给它设计一个硬件调度电路。现代的双核PC可以把计算任务分配到两个CPU，通过协调完成一次计算，双MCU无法做到这点。我现在能做到的是利用UART中断把两片MCU联系起来，两者能互相通讯，然后自己定义一套通讯命令或协议来进行软件调度，尽量让两片MCU能各自分担一些能独立完成的任务，譬如一块MCU在计算时，如果遇上读磁盘请求，而且另一块MCU在空闲状态，就可以让这块MCU接手磁盘读写的任务。我希望通过优化命令协议软件，尽可能让两片MCU达到最大效率的利用，如果性能能达到单MCU时的1.2倍我已经很满意了。

两片MCU的通信使用UART中断，我是基于以下几点来考虑：

1、使用中断比查询要快，两片MCU要达到高效率，只能使用中断来通讯调度，查询的方式太耗资源了，反而会造成系统性能的急剧下降。

2、12C5412AD里的通讯中断有UART中断和SPI中断两种，SPI口在我的构想是用来连接磁盘设备、音频设备、USB外设等各种外设用，因此SPI中断有另外的重要用途，只能使用UART中断了。

二、扩展内存：暂定是一片STC62256，DIP或SOP封装。62256是一片8位x64K的SRAM，速度非常快，读写也简单，硬件电路上如果能做到两片MCU共享那就最好，如果难度太大，只好取消这扩展内存了。

三、磁盘系统：磁盘系统原打算使用普通的PATA IDE硬盘，但经过一番考虑后决定选用MMC卡作为磁盘存储。如果采用并口IDE硬盘，硬件电路上必须使用8255这些芯片进行IO口扩展，非常麻烦，而且IDE硬盘耗电大，软件读写也麻烦。MMC卡耗电非常小，兼容SPI控制方式，可以直接挂到12C5412AD的SPI口上进行读写，非常方便。最重要的是我有两张闲置的MMC卡可以拿来用，但没有闲置的IDE硬盘-_-!

（未完待续）