信号量管理的工作原理框图如图1所示。信号量管理模块以及事件控制块管理都是独立于CPU的逻辑结构，都可以直接从数据总线上获得数据信息进行处理，在信号量管理模块与ECB的存储模块间建立一条数据通路，在不增加总线负担的情况下加快二者间的通信。这些硬件逻辑独立于CPU工作，减少了CPU的工作，从而提高系统的响应能力。
2、 信号量管理的硬件设计与实现
2.1 ECB的设计与实现
ECB是实现信号量管理的基本数据结构，因此在设计实现信号量管理之前，要先完成ECB管理的设计与实现。本系统中ECB的结构参照μC/OS-II中ECB的结构设计。每个ECB存储单元包含一个EventType（事件类型），用于标记当前ECB被分配给信号量、互斥型信号量、邮箱还是消息队列；当一个ECB被分配给信号量时，Cnt做为信号量的计数器；ECB中的等待表lut用于存储等待当前信号量任务的优先级（μC/OS-II中没有两个任务有相同的优先级）。
ECB中等待表硬件实现的结构示意图如图2所示。等待表的结构类似一个8行8列的矩阵，存储单元编号从00~77。当一个任务在申请当前信号量而没有获得时，应将当前任务设置为等待状态，令Wr有效，以申请该信号量任务的优先级为地址，进行译码，选通相应单元后再进行写1操作。例如，申请该信号量的任务优先级Sid为111111时，对其进行译码，高三位行地址译码为10000000，低三位列地址译码为10000000，选中77单元向其写入1，则优先级为111111的任务进入等待状态。若要将一个处于等待表中的任务删除，令De有效，同样，根据地址线选通某一存储单元，向单元内写0，从而删除某一处于等待状态的任务。在控制电路中设置EventGrp 8位寄存器，用于记录当前各行中是否有等待任务；如图2所示，第i行中某一位置为1，EventGrp（i）=1，图中状态EventGrp（7）=1、EventGrp（6）=1、EventGrp（0）=0。Rd有效时，控制电路根据EventGrp采用一定算法生成优先级的高三位；根据EventGrp读出某行后生成优先级低三位；下一时钟送出最高优先级。以上为对等待表进行基本读写操作的过程。