választottbírósági busz
Integrált áramkörök és a feldolgozók gumiabroncs 221
Végül MSYN reset jel okoz reset jel SSYN, és ez az olvasás eljárás befejeződik.
Egy sor függő jelet nevezzük teljes kézfogás. Itt, sőt, ott van a 4 eseményt:
1. Telepítés MSYN jelet.
2. Telepítés SSYN jelet válaszként jelet MSYN.
3. MSYN vissza jelet válaszként SSYN jelet.
4. SSYN vissza jelet válaszként a reset jel MSYN.
Természetesen a kölcsönös függőséget jel nem szinkron. Minden esemény okozza az előző esemény, és nem az impulzus generátor. Ha bármely két eszköz (set és slave) lassú, ez nem befolyásolja a másik pár eszköz, amely sokkal gyorsabban fut.
Az előnyök egy aszinkron busz nyilvánvaló, de valójában a legtöbb busz szinkron. Az a tény, hogy a szinkron rendszer kiépítése egyszerűbb, mint az aszinkron. A CPU egyszerűen állít jelet, és a memória egyszerűen reagált rájuk. Nincs ok-okozati összefüggést, és ha a komponensek a jól működik minden elismervény nélkül. Ezen túlmenően, a fejlesztési szinkron busz fektetett rengeteg források.
Eddig hallgatólagosan feltételeztük, hogy csak egy megadja az eszköz busz - a CPU. Tény, hogy az IO eszköz válhat egy adott eszközt, amikor adatokat olvas a memóriából, és az adatok írása a memóriába. Ezen kívül, akkor is okozhat megszakítást. Társprocesszorokat is lesz egy előre meghatározott busz eszközöket. Felmerül a kérdés: „Mi történik, ha a vezető eszköz busz két vagy több eszköz egyidejű?” Annak érdekében, hogy megakadályozzák a káosz, hogy előfordulhat ugyanabban az időben, szükségünk van egy speciális mechanizmus - az úgynevezett busz választottbírósági.
Választottbírósági lehet centralizált vagy decentralizált. Nézzük először a központosított választottbírósági. Egy egyszerű példa a központosított választottbírósági ábrán látható. 3.37 is. Ebben a példában egy busz irányítónak meghatározza a soron következő. Gyakran választottbírósági eljárást be van építve a processzor, de néha használ egy másik chip. Request busz tartalmaz egy vonal (vagy összeszerelés), amely által kiváltott egy vagy több eszköz bármikor. A döntőbíró nem tudja meghatározni az eszközök számát kérő busz. Ez csak meghatározni a jelenléte vagy hiánya kéri.
Ha egy döntőbíró megállapítja buszkérelmet hoz létre egy sor gumikkal. Ez a vonal összeköti egymást input-output eszköz (például egy karácsonyi koszorú). Ha fizikailag a legközelebb a döntőbíró egység fogadja a jelet a busz, a készülék ellenőrzi, hogy a kérelem nem busz. Ha a kérelem, a készülék a buszon, de nem osztja a jelet le a pályáról. Ha nincs kérésére az eszköz egy busz engedélyező jel, hogy a következő eszközt. Ez a készülék is pro-
222 3. fejezet digitális logika szintje
Ábra. 3.37. Testvér központosított választottbírósági busz százszorszép (a); Duplex központosított választottbírósági (b)
ellenőrzi, hogy van-e a kérést, és a szükséges intézkedéseket, attól függően, hogy a jelenléte vagy hiánya a kérelmet. busz nyújtó jelátvitel folytatódik, amíg minden eszköz nem élni busz. Egy ilyen rendszer az úgynevezett lánckapcsolásból. Ebben az esetben az eszköz prioritás függ, milyen közel vannak a döntőbíró. A legközelebb a döntőbíró készülék a legmagasabb prioritást.
Előtérbe eszközök nem függ a távolság a döntőbíró, egyes gumiabroncs támogatja több prioritási szinteket. Minden prioritási szint van a busz kérés, és a vonal a gumiabroncs. Ábra. 3,37, b ábra két szinten (bár a valóságban gumiabroncsok általában támogatja 4, 8 vagy 16 szintek). Minden készülékhez társított egyik buszkérelmet szinten, annál magasabb a prioritás szintje, annál több eszköz vonzza ezt a szintet. Ábra. 3,37, b látható, hogy az 1 eszköz, 2. és 4. a prioritási szint 1, és az eszközök a 3. és 5. - 2. szintű prioritást.
Igény esetén egyidejűleg több prioritási szint, döntőbíró megadja a busz a legmagasabb szinten. Között az azonos prioritású eszközök végrehajtott sorozatos kihallgatási rendszer. Ábra. 3,37, b, hogy ütközés esetén 2 eszköz „nyer” a készülék 4, és a készülék 4 „nyer” a készülék 3. A készülék 5 prioritása a legalacsonyabb, hiszen található a legvégén a legalacsonyabb szintre.
Meg kell jegyezni, hogy technikai szempontból szinten busszal 2 nem szükségszerűen kötődik egymást 1 és 2 készülékek, mivel nem tudják elküldeni kér. Azonban sokkal könnyebb
Integrált áramkörök és a feldolgozók gumiabroncs 223
elvégzésére az összes busz vonal az eszközön keresztül, mint a connect eszközök egy speciális módon aszerint, hogy azok prioritásait.
Néhány választottbírák közé tartozik a harmadik sorban, amely be van állítva, amint a készülék jelet kap a gumiabroncs és a gumiabroncs megkapja a rendelkezésére áll. Ha ezt a sort a nyugtázó létrejött, a kérelem vonalak és a busz vissza lehet állítani. Ennek eredményeként, más eszközök is kérheti a busz, amíg az első eszközt használja. Az idő, amikor a jelenlegi program véget ér, akkor meg kell adni a készülék már kiválasztott. Ez az eszköz lehet kezdeni dolgozni, amint a vonal visszaáll elismervényt. következő választottbírósági ciklus kezdődik Innentől. Ez a rendszer pótlólagos vonalak és több logikai áramkör az egyes eszközök, de ahol a busz ciklusokra ésszerűen használják.
Azokban a rendszerekben, ahol a memória csatlakozik a fő busz, a központi processzort kell versenyezni az összes bemeneti és kimeneti eszközök szinte minden busz ciklusban. Hogy oldja meg ezt a problémát, akkor biztosítja a CPU a legalacsonyabb prioritást. Ebben az esetben, a busz kell adni a processzor csak akkor nem kell semmilyen más eszköz. A CPU mindig várni, és az input-output eszközök férhetnek hozzá a busz a lehető leghamarabb, hogy adatvesztés elkerülése érdekében. Például egy lemez nagy sebességgel forog, nem tud várni. Sok modern számítógépek, hogy megoldja ezt a problémát, a memória kerül egy buszon, és az input-output eszközök - a másik, így nem kell leállítani, hogy hozzáférést biztosítson a busz.
Az is lehetséges, decentralizált busz választottbírósági. Például 16 számítógép tartalmazhat elsőbbségi buszkérelmet vonalak. Amikor az eszköz kell egy gumiabroncsot, akkor határozza meg a kérelem vonalon. Minden eszköz nyomon követi az összes kérés vonalak, így a végén minden busz ciklus minden eszköz meg tudja határozni, hogy ez jelenleg a legmagasabb prioritást, és ezért hogy engedélyezett-e használni a busz a következő ciklusban. Ez a módszer nagyobb sorok száma, de kiküszöböli a potenciális források költségeit használni egy választottbírót. Ebben az esetben, az eszközök száma korlátozott száma ezeknél.
Egy másik típusú decentralizált választottbírósági csak három sor, függetlenül attól, hogy hány eszközök állnak rendelkezésre (ábra. 3,38). Első sor - szerelési OR. Ez szükséges a busz kérés. A második sor az úgynevezett ELFOGLALT eszköz a foglalkoztatás. Elkezdett a jelenlegi készlet busz eszközt. A harmadik sor használják busz választottbírósági. ő
Ábra. 3.38. Az elosztott busz választottbírósági
224 3. fejezet digitális logika szintje
egymás után összeköti az összes eszközt. Kezdeni a lánc csatlakoztatva van egy áramforráshoz, a feszültség 5 V-
Amikor a gumiabroncs már nincs szükség az eszközök, választottbírósági vonal továbbítja a jelet az összes eszköz. Ahhoz, hogy a hozzáférést a busz, a berendezés először ellenőrzi, hogy a busz szabad, és ha a jel választottbírósági telepítve. Ha IN jel nincs beállítva, a készülék nem lesz bus master alapértéket.
Ebben az esetben visszaállítja a OUT jel. Ha IN jel be van állítva, a működés is visszaállítja az OUT jel, amellyel a következő készülék nem kap jelet IN, és viszont, visszaállítja az OUT jel. Következésképpen az összes alábbi áramköri készülékek nem kapnak IN OUT jel és reset jel.
Ennek eredményeként csak egy eszköz, amelyben a beállított jel és OUT jel nullázódik. Ez lesz egy előre meghatározott busz eszköz, és beállítja a vonal foglalt OUT jelet, akkor kezd adni.
Egy kis gondolkodás, akkor előfordulhat, hogy az összes eszközt, hogy szükség busz hozzáférést a busz megkapja a bal oldalon. Ez a rendszer hasonlít egy koherens rendszer felmérés, csak ebben az esetben nincs játékvezető, így olcsóbb és gyorsabb. Ezen kívül nincs probléma kudarcok a döntőbíró.
Bus Működési elvek
Eddig a pontig, már csak a tárgyalt hagyományos buszciklusokká beállításakor egység (általában a CPU) kiolvassa a slave eszköz (általában a memória), vagy írja az adatokat. Vannak azonban többféle buszciklusokká. Nézzünk néhány közülük.
Általában egy szót át egyszerre. Segítségével gyorsítótár előnyösen azonnal hatására a teljes gyorsítótár sort (azaz, 16 egymást követő 64-bites szavak). Gyakran azonban blokkolja az átviteli hatékonyabb lehet, mint a soros átvitel ezeket az információkat. Amikor a készülék elkezdi a felolvasást állító tájékoztatja a szolga berendezés, a szavak száma továbbítandó (például, amivel az összes szavak száma az információs vonalak időszakban T 1). Ehelyett válaszul kimeneti egy szót állító kiadja egy szót az egyes ciklusok során mindaddig, amíg a kívánt szavak száma továbbított. Ábra. 3.39 minden Végezze el a forrasztást ugyanazon az áramkörön ábra. 3,35, csak egy kiegészítő jel BLOCK, ami azt jelzi, hogy a kért átviteli egységet. Ebben a példában a blokk négy olvasott szavak úgy 6 ciklus helyett 12.
Vannak még más típusú busz ciklusban. Például abban az esetben, rendszerek két vagy több CPU ugyanazon a buszon, meg kell bizonyosodni arról, hogy egy adott pillanatban csak egy CPU egy meghatározott adatszerkezet a memóriában. A folyamat leegyszerűsítése meg kell memóriában levő változó, amely azt feltételezi, értéke 0, ha a CPU a adatszerkezetet, valamint 1, ha az adatstruktúra nem használják. Ha a processzor kell, hogy férjen az adatszerkezetet, úgy kell tekinteni, egy változó, és ha értéke 0, hogy ez az érték az 1. A probléma abban rejlik, hogy a két
Integrált áramkörök és a feldolgozók gumiabroncs 225
Ábra. 3.39. Az adatok továbbítása blokk
A központi processzor tudja olvasni változó egymást követő buszciklusokká. Ha minden egyes processzor érzékeli, hogy a változó értéke 0, majd módosítsa a változó értékét 1, mintha egyedül ezen adatok szerkezete, mint az események sorozatát vezetne káosz.
Annak elkerülése érdekében, egy ilyen helyzetben, a többprocesszoros rendszerek, speciális buszciklusba van ellátva, ami lehetővé teszi bármely processzor, hogy a szó a memória ellenőrzése, és változtassa meg, majd írjon vissza memória; az egész folyamat zajlik nélkül a kibocsátás a gumiabroncs. Ez a ciklus nem teszi lehetővé más központi processzor a busz, és ezért zavarja a működését az első processzor.
Egy másik fontos buszciklusba - a ciklus megszakítások kezeléséhez. Ha a processzor vezérli a készüléket IO hogy készítsen néhány intézkedés arra számít, szakítsa befejezése után a munka. Ha meg akarja szakítani jelet kell egy gumiabroncs.
Mivel lehetnek olyan helyzetben, amikor egynél több eszközt egyidejűleg kívánja végrehajtani megszakítás, itt is ugyanaz a probléma megoldására konfliktust, mint a hagyományos buszciklusokká. Az ilyen problémák elkerülésére, az szükséges, hogy minden eszköz tulajdonítani bizonyos kiemelt prioritások kijelölésében fenntartani egy központosított választottbírósági. Ezekre a célokra van egy szabványos, széles körben használt megszakítás interfészt. Az IBM PC számítógépek és az azt követő modellek, ez az Intel 8259A chip. Ez ábrán látható. 3.40.
Akár nyolc input-output vezérlők is közvetlenül kapcsolódik a nyolc bemenet IR x (bekopogtatás - megszakítás kérelem) 8259A chip. Ha bármelyik ezek az eszközök úgy dönt, hogy egy megszakítás, akkor indít vonal bemenet. Aktiválásakor egy vagy több bemeneten 8259A vezérlő jelet ad INT (interrupt - interrupt) szállított
226 3. fejezet digitális logika szintje
Ábra. 3.40. Megszakítás vezérlő 8259A
Integrált áramkör 8259A sokaságát tartalmazza regiszterek, hogy a CPU képes olvasni és zap isyvat segítségével ychnye a buszciklusokká és következtetések RD (Read - Read), WR (Write - felvétel), CS (Chip Select - válogatás a memória elem), és A0. Ha a szoftver megszakítás feldolgozása, és készen áll, hogy fogadja a következő, azt írja egy speciális kódot az egyik regiszter, ami a reset jel INT chip 8259A, kivéve, ha van egy másik megszakítást. A regiszterek is írt lefordítani a 8259A chip egy több mód, illetve egyéb funkciókat.
Amennyiben több mint 8 input-output eszközök 8259A chip lehet csatlakoztatni kaszkád. A legszélsőségesebb helyzetben, mind a nyolc bemenet lehet csatlakoztatni a kimenetek további 8 chipek 8259A összekötő akár 64 input-output eszközök egy kétlépcsős rendszert feldolgozására megszakítások. Kontrollerkontsentrator I / O Intel ICH10 I / O, az egyik a chipek Core i7 lapkakészletet tartalmaz két 8259A megszakítás vezérlő. Így, ICH10 15 külső megszakítások - legalább egy két 16 Interrupt Controller 8259A, mivel az egyik megszakítások használjuk kaszkád a második vezérlő 8259A. Chip 8259A tartalmaz néhány következtetéseket a kaszkád kapcsolat, de már elhagytuk az egyszerűség kedvéért. Ma 8259A szerves része egy másik chip.
Bár a fenti leírás nem meríti ki az összes kérdést a fejlődés a gumiabroncsok, a kielégítő információt nyújt az általános alapelveinek megértését a gumiabroncs és az elvek interakció a CPU busz. Most áttérünk az általánostól a konkrét és nézd meg néhány konkrét példát a feldolgozók és a buszok.