Вчем заключается преимущество шинной архитектуры по сравнению с классической? 1 наличие внешней памяти 2 можно дополнить устройствами 3 арифметико-логическое устройство и устройство объединены в процессор
3.4. ШИННАЯ АРХИТЕКТУРА. АРБИТРАЖ
Как указывалось выше, процессор, основная память и устройства
ввода-вывода могут соединяться между собой посредством общей шины,
основным назначением которой является предоставление канала связи
для пересылки данных. Шина содержит линии для поддержки прерываний, арбитража и пересылки данных, которые бывают трех типов: линии
данных, линии адреса и управляющие линии. Для пересылки данных по
шине используются шинные протоколы. Шинный протокол – это набор
правил, управляющих поведением соединенных с шиной устройств, а
также последовательностью помещения информации на шину, выдачи
управляющих сигналов и т. п.
Управляющие сигналы определяют, какую операцию, чтения или
записи, следует выполнить. Сигналы управления шиной также используются для тактирования операций. Они определяют, в какой момент
процессор и устройства ввода-вывода могут поместить данные на шину
или прочитать их с таковой. Для тактирования пересылки данных по шине разработано множество схем, которые можно разделить на два основных типа: синхронные и асинхронные. В операциях пересылки данных по
шине одно из устройств играет роль хозяина шины (bus master). Это устройство инициирует пересылку данных с помощью команд чтения или
записи. Обычно хозяином шины является процессор, но эту роль могут
выполнять и другие устройства, поддерживающие функцию прямого
доступа к памяти. Устройство, к которому обращается хозяин шины, называется подчиненным или целевым.
В случае синхронной шины все устройства получают синхронизирующую информацию по общей тактовой линии. На эту линию подаются
тактовые импульсы со строго фиксированной частотой. Промежуток
31
времени между последовательными тактовыми импульсами в простейшей синхронной шине составляет цикл шины, в течение которого выполняется одна операция пересылки данных.
В асинхронных шинах пересылка данных по шине основывается на
механизме квитирования, то есть подтверждения связи, между хозяином
шины и подчиненным устройством. В схеме с квитированием тактовая
линия заменяется двумя управляющими линиями синхронизации:
Master-ready и Slave-ready. Первая принадлежит хозяину шины, который
передает по ней сигнал готовности к транзакции, а по второй отвечает
подчиненное устройство. Пересылка данных, управление которой осуществляется посредством протокола с квитированием, выполняется следующим образом. Хозяин шины помещает на нее адрес и информацию о
команде. Затем по линии Master-ready он сообщает об этом всем устройствам. В ответ подключенные к шине устройства декодируют адрес. То
устройство, для которого предназначена команда, выполняет таковую и
информирует об этом хозяина шины по линии Slave-ready. Хозяин дожидается этого сигнала и только после этого удаляет с шины свои сигналы.
В случае операции чтения он считывает данные в свой входной буфер.
Выбор очередного устройства, которое станет хозяином шины, осуществляется посредством специальной процедуры, получившей название
арбитраж. При этом учитываются потребности различных устройств,
для чего опять-таки используется система приоритетов. Существует два
подхода к разрешению конфликтов на шине: централизованный арбитраж и распределенный арбитраж. При централизованном подходе разрешение конфликтов выполняется арбитром шины, в качестве которого
может служить как процессор, так и какое-либо отдельное устройство,
подключенное к шине. При распределенном арбитраже все устройства,
ожидающие своей очереди на использование шины, на равных правах
участвуют в арбитражном процессе.
3.4. ШИННАЯ АРХИТЕКТУРА. АРБИТРАЖ
Как указывалось выше, процессор, основная память и устройства
ввода-вывода могут соединяться между собой посредством общей шины,
основным назначением которой является предоставление канала связи
для пересылки данных. Шина содержит линии для поддержки прерываний, арбитража и пересылки данных, которые бывают трех типов: линии
данных, линии адреса и управляющие линии. Для пересылки данных по
шине используются шинные протоколы. Шинный протокол – это набор
правил, управляющих поведением соединенных с шиной устройств, а
также последовательностью помещения информации на шину, выдачи
управляющих сигналов и т. п.
Управляющие сигналы определяют, какую операцию, чтения или
записи, следует выполнить. Сигналы управления шиной также используются для тактирования операций. Они определяют, в какой момент
процессор и устройства ввода-вывода могут поместить данные на шину
или прочитать их с таковой. Для тактирования пересылки данных по шине разработано множество схем, которые можно разделить на два основных типа: синхронные и асинхронные. В операциях пересылки данных по
шине одно из устройств играет роль хозяина шины (bus master). Это устройство инициирует пересылку данных с помощью команд чтения или
записи. Обычно хозяином шины является процессор, но эту роль могут
выполнять и другие устройства, поддерживающие функцию прямого
доступа к памяти. Устройство, к которому обращается хозяин шины, называется подчиненным или целевым.
В случае синхронной шины все устройства получают синхронизирующую информацию по общей тактовой линии. На эту линию подаются
тактовые импульсы со строго фиксированной частотой. Промежуток
31
времени между последовательными тактовыми импульсами в простейшей синхронной шине составляет цикл шины, в течение которого выполняется одна операция пересылки данных.
В асинхронных шинах пересылка данных по шине основывается на
механизме квитирования, то есть подтверждения связи, между хозяином
шины и подчиненным устройством. В схеме с квитированием тактовая
линия заменяется двумя управляющими линиями синхронизации:
Master-ready и Slave-ready. Первая принадлежит хозяину шины, который
передает по ней сигнал готовности к транзакции, а по второй отвечает
подчиненное устройство. Пересылка данных, управление которой осуществляется посредством протокола с квитированием, выполняется следующим образом. Хозяин шины помещает на нее адрес и информацию о
команде. Затем по линии Master-ready он сообщает об этом всем устройствам. В ответ подключенные к шине устройства декодируют адрес. То
устройство, для которого предназначена команда, выполняет таковую и
информирует об этом хозяина шины по линии Slave-ready. Хозяин дожидается этого сигнала и только после этого удаляет с шины свои сигналы.
В случае операции чтения он считывает данные в свой входной буфер.
Выбор очередного устройства, которое станет хозяином шины, осуществляется посредством специальной процедуры, получившей название
арбитраж. При этом учитываются потребности различных устройств,
для чего опять-таки используется система приоритетов. Существует два
подхода к разрешению конфликтов на шине: централизованный арбитраж и распределенный арбитраж. При централизованном подходе разрешение конфликтов выполняется арбитром шины, в качестве которого
может служить как процессор, так и какое-либо отдельное устройство,
подключенное к шине. При распределенном арбитраже все устройства,
ожидающие своей очереди на использование шины, на равных правах
участвуют в арбитражном процессе.