DIY一个小型计算机系统（4）

这几天模拟了一下双51共享一片SRAM62256内存的硬件和程序的编写，难度比预计的要大，其中难点有：
1、51MCU没有挂起总线的功能，两片MCU在运行时如果配合不当会产生总线冲突问题，数据会混乱。51MCU的P1/P2/P3口不是三态口，只有高/低电平，不支持高阻浮空。因此双MCU并联时，如果某个MCU占用总线使用完毕后，必须通过软件处理，往总线口全输出1，从资料可知，当P1/P2/P3口输出1时，IO口内部的下拉场效应管会关闭，这样才不会影响总线上的数据。
2、选用的STC5412，不是标准的51MCU，P0口只有4个，因此不支持硬件数据总线来读写外部SRAM，现在只好把P1口分配出来当作数据总线/低8位地址线，P2口分配成高8位地址线，然后软件实现读写时序。本来硬件读写SRAM一个字节只需要两行命令，6个时钟就能完成，现在用软件来实现读写时序至少要48个时钟（幸好STC5412是单周期内核，指令执行速度比标准的51快上很多倍），速度慢了几倍，但即使这样，在使用22.1184Mhz晶振时，约能获得1/(1/22000000*48)=458KB/S内存带宽，已经足够了。
3、共享的SRAM抢夺的问题。在我的设想里，两个MCU无论在物理线路连接还是软件运行时，都无分主次，真正的平等（所有的任务都是同时传给两个MCU，如果我通过键盘输入一个按键信号，我不会在软件里强行指定哪个MCU会处理这个信号，可能是A也可能是B，谁有空就谁处理）。即使在SRAM的使用上，双MCU也没有主次之分，这就产生了抢夺问题。模拟测试的程序里，每个MCU要访问SRAM前，先查询SRAM有没有被占用（74LS373的OE脚为0表示SRAM正在被另外一个MCU占用，1表示空闲），如果SRAM空闲，那么把74LS373的OE脚清0，然后访问SRAM，访问完毕后，再把74LS373的OE脚置1，以便另外一个MCU使用SRAM或下次再使用SRAM。但如果SRAM空闲时，两个MCU都同时发出查询命令，然后都得到SRAM空闲的信息，再同时发出访问SRAM指令，就会产生数据错误。想了很久，还没想到有效的解决方法，似乎软件无法解决这个问题，初步考虑引入硬件进行一个优先级的仲裁，指定其中一个MCU具有SRAM优先访问权……寻找解决方法中

(To be continued)