Содержание
- 3. Интерфейс - это аппаратное и программное обеспечение (элементы соединения и вспомогательные схемы управления, их физические, электрические
- 4. Шина Шина (магистраль) - это среда передачи сигналов, к которой может параллельно подключаться несколько компонентов вычислительной
- 5. Интерфейс Для интерфейсов возможны следующие реализации режимов обмена: дуплексный, полудуплексный и симплексный. К дуплексным относят интерфейсы,
- 6. Основные технические характеристики интерфейсов вместимость (максимально возможное количество абонентов, одновременно подключаемых к контроллеру интерфейса без расширителей);
- 7. Взаимосвязь частей ВМ и ее «общение» с внешним миром обеспечиваются системой шин. Большинство машин содержат несколько
- 8. Чтобы охарактеризовать конкретную шину, нужно описать: совокупность сигнальных линий; физические, механические и электрические характеристики шины; используемые
- 9. Шину образует набор коммуникационных линий, каждая из которых способна передавать сигналы, представляющие двоичные цифры 1 и
- 10. Электрические аспекты Все устройства, использующие шину, электрически подсоединены к ее сигнальным линиям. Меняя уровни напряжения на
- 11. Схему, меняющую напряжение на сигнальной шине, обычно называют драйвером. При реализации шины необходимо предусмотреть возможность отключения
- 12. Совместное использование линии шины несколькими устройствами возможно также за счет подключения этой линии к выходу драйвера
- 13. Факторы влияющие на распространение сигнала скорость распространения; отражение; перекос; эффекты перекрестного влияния. Теоретическая граница скорости распространения
- 14. Отражение Сигнал драйвера «подтягивает» линию к своему уровню напряжения. Изменение напряжения распространяется от точки подключения драйвера
- 15. По мере распространения по реальной линии сигнал преодолевает области с различным сопротивлением. Там, где оно меняется,
- 16. Перекос При параллельной передаче по линиям шины сигналы на разных линиях достигают соответствующих приемников не одновременно.
- 17. Арбитраж Операции на шине называют транзакциями. Основные виды транзакций — транзакции чтения и транзакции записи. Шинная
- 18. Ведущий может захватить управление шиной в интересах другого устройства. Устройства, не обладающие возможностями инициирования транзакции, носят
- 19. Схемы приоритетов Каждому потенциальному ведущему присваивается определенный уровень приоритета, который может оставаться неизменным (статический приоритет) либо
- 20. Алгоритмы динамического изменения приоритетов: простая циклическая смена приоритетов; циклическая смена приоритетов с учетом последнего запроса; смена
- 21. В алгоритме простой циклической смены приоритетов после каждого цикла арбитража все приоритеты понижаются на один уровень,
- 22. При смене приоритетов по случайному закону после очередного цикла арбитража с помощью генератора псевдослучайных чисел каждому
- 23. Схемы арбитража Арбитраж запросов на управление шиной может быть организован по централизованной или децентрализованной схеме. При
- 24. Обслуживание нескольких устройств Реализация приоритетов прерываний с использованием индивидуальных линий подтверждения прерывания Арбитражная схема Устройство 1
- 25. Достоинство данного метода высокая скорость арбитража, потому что арбитраж производится параллельно. Недостаток – большое количество сигнальных
- 26. Обслуживание нескольких устройств Схемы приоритетов : гирляндная цепь Устройство 1 Устройство n Устройство 2 процессор INTR
- 27. Запрос на обслуживание шины все устройства подают по одной шине INTR параллельно. Если шина не занята,
- 28. Схемы приоритетов : группы с приоритетами Обслуживание нескольких устройств INTR1 INTA p Устройство Устройство Устройство Устройство
- 29. Совмещает первые два способа. Группы обслуживаются параллельно с заданным алгоритмом определения приоритета, а внутри группы приоритет
- 30. Разрешение конфликтов на шине Схема распределенного арбитража Vcc ____ ARB3 ____ ARB2 0 1 0 1
- 31. Предположим, что устройства А и В, которые имеют идентификационные номера 5 и 6, одновременно запрашивают шину.
- 32. ARB1, поэтому отключает повторители на линиях ARB1 и ARB0. В результате код на линиях арбитража меняется
- 33. Типы шин Важным критерием, определяющим характеристики шины, может служить ее целевое назначение. По этому критерию можно
- 34. Шина «процессор-память» обеспечивает непосредственную связь между центральным процессором вычислительной машины и основной памятью . В современных
- 35. Шина ввода/вывода служит для соединения процессора (памяти) с устройствами ввода/вывода (УВВ). Учитывая разнообразие таких устройств, шины
- 36. С целью снижения стоимости некоторые ВМ имеют общую шину для памяти и устройств ввода/вывода. Такая шина
- 37. Все этапы передачи данных по шине должны быть синхронизированы по времени. По типу синхронизации передачи данных
- 38. Синхронная шина Временная диаграмма операции пересылки по синхронной шине при вводе данных Тактовый сигнал шины Время
- 39. В случае синхронной шины все устройства получают синхронизирующую информацию по общей тактовой линии. На эту линию
- 40. На этом и следующих рисунках на линиях адреса и данных показаны сигналы и низкого и высокого
- 41. В момент времени t0 хозяин шины помещает на адресные линии адрес устройства и отсылает по управляющим
- 42. В течение промежутка времени от t0 до t1 информация на шине ненадежна, поскольку состояние сигналов изменяется.
- 43. Синхронная шина Временная диаграмма для операции пересылки входных данных с учетом задержек на распространение сигнала
- 44. Каждый сигнал, за исключением тактового, показан здесь в двух вариантах. Поскольку на передачу сигнала от одного
- 45. Поскольку пересылка данных выполняется за один такт, период t2 - t0 должен выбираться таким образом, чтобы
- 46. Синхронная шина Пересылка данных с использованием нескольких тактов 1 2 3 4 Тактовый сигнал Адрес Команда
- 47. Для преодоления этих ограничений в шину включают управляющий сигнал (Slave-ready), передаваемый в качестве ответа устройства. Эти
- 48. Асинхронные шины Пересылка входных данных по шине с использованием квитирования (ввод) Время Адрес и команда Master-ready
- 49. Альтернативная схема управления пересылкой данных по шине основывается на механизме квитирования, то есть подтверждения связи, между
- 50. Пример выполнения операции пересылки входных данных с использованием квитирования t0 – хозяин шины помещает на нее
- 51. t3 – сигнал Slave-ready достигает хозяина шины и сообщает ему, что на шине имеются данные. После
- 52. Асинхронные шины Пересылка выходных данных по шине с использованием квитирования (вывод) Время Адрес и команда Master-ready
- 53. Процесс выполнения операции вывода почти ничем не отличается от процесса выполнения операции ввода. Правда, в этом
- 54. Методы управления вводом/выводом В ВМ находят применение три способа организации ввода/вывода: программно управляемый ввод/вывод; ввод/вывод по
- 55. При программно управляемом вводе/выводе все связанные с этим действия происходят по инициативе центрального процессора и под
- 56. Ввод/вывод по прерываниям во многом совпадает с программно управляемым методом. Отличие состоит в том, что после
- 57. Повышение как скорости ввода/вывода, так и эффективности использования ЦП обеспечивает третий способ ввода/вывода — прямой доступ
- 58. Стандартные интерфейсы ввода/вывода Шина процессора – это шина, управляемая теми же сигналами, что и микросхема процессора.
- 59. Универсальный стандарт для шины процессора определить невозможно, поскольку ее структура очень тесно связана с архитектурой процессора.
- 60. Стандартные интерфейсы ввода-вывода В этом разделе вы познакомитесь с тремя широко применяемыми стандартами шин: PCI (Peripheral
- 61. Стандартные интерфейсы ввода-вывода Пример компьютерной системы, в которой используется несколько стандартов интерфейса
- 62. Шина PCI Шина PCI – это разновидность системной шины, появившейся в ответ на потребность в стандартизации
- 63. Шина PCI предназначена для поддержки режима пакетного ввода/вывода данных. Операция чтения или записи одного слова интерпретируется
- 64. Хозяином шины в каждый конкретный момент времени может быть только одно устройство. Это устройство имеет право
- 66. Шина PCI Операция чтения на шине PCI 1 2 3 4 5 6 7
- 67. Рассмотрим операцию в которой процессор считывает из памяти 32-разрядное слово. Ее инициатором является процессор, а целевым
- 68. На такте 1 процессор помещает на шину сигнал FRAME#, сообщая тем самым о начале транзакции. Одновременно
- 69. Линии С/ВЕ#, использовавшиеся для пересылки команды на такте 1, в оставшейся части транзакции применяются для другой
- 70. С помощью сигнала FRAME# инициатор указывает длину пакета данных. Во время передачи предпоследнего слова он снимает
- 71. Шина PCI Роль сигналов IRDY# и TRDY# в операции чтения
- 72. С помощью сигналов IRDY# и TRDY# инициатор и целевое устройство делают паузы в середине транзакции. Целевое
- 73. Конфигурирование устройства Если устройство подключено к компьютеру, программному обеспечению нужно знать его адрес информацию о различных
- 74. В результате процесса инициализации устройствам назначаются адреса. Это означает, что в ходе операции конфигурирования шины доступ
- 75. Выбор устройства для конфигурирования выполняется путем подачи на шину конфигурационной команды и адреса, в котором соответствующая
- 76. Каждое устройство может запросить адрес в пространстве ввода-вывода или в пространстве основной памяти. Назначенный устройству адрес
- 77. Описанная процедура освобождает пользователя от участия в конфигурационном процессе. Теперь ему необходимо лишь вставить интерфейсную плату
- 78. Подключение шины PCI
- 79. PCI Express Интерфейс PCI Express использует концепцию PCI, однако физическая их реализация кардинально отличается. На физическом
- 80. Одна из концептуальных особенностей интерфейса PCI Express, позволяющая существенно повысить производительность системы – использование топологии «звезда».
- 82. Канал (link), связывающий устройство с концентратором PCI Express, представляет собой совокупность дуплексных последовательных (однобитных) линий связи,
- 83. Дуплексная пропускная способность соединения x1 составляет: 2,5 · 2 · 0,8 = 4 Гбит/с где 2,5
- 84. Параллельный интерфейс SCSI Параллельный интерфейс SCSI является исторически первым и самым известным. Существует три стандарта электрической
- 85. Согласно основной спецификации этого стандарта, такие устройства, как диски, должны соединяться с компьютером при помощи 50-проводного
- 86. Данные хранятся на диске блоками, называемыми секторами они не обязательно записываются в последовательно расположенные секторы. Поэтому
- 87. Пересылка данных по шине SCSI всегда управляется целевым контроллером. Для того чтобы отправить ему команду, инициатор
- 89. Шина SCSI Рис. 5. Арбитраж и выбор на шине SCSI Шина свободна
- 90. В схеме представленной на Рис. 5, предполагается, что контроллер 6 является инициатором, желающим установить соединение с
- 91. С этого момента шиной управляет целевой контроллер, что необходимо для фазы пересылки информации. Для управления пересылкой
- 92. Асинхронные шины Пересылка выходных данных по шине с использованием квитирования (вывод) Время Адрес и команда Master-ready
- 94. Шина USB Современные компьютерные системы включают множество устройств, таких как клавиатуры, микрофоны, цифровые видеокамеры, динамики, дисплеи.
- 95. USB поддерживает два режима функционирования, получивших названия низкоскоростной (1,5 Мбит/с) и полноскоростной (12 Мбит/с). В последних
- 96. Для шины USB выбран последовательный формат пересылки данных, обеспечивающий малую стоимость и наибольшую гибкость. Тактирующий сигнал
- 97. Шина USB Структура дерева USB
- 98. Каждый хаб имеет ряд портов, к которым можно подключать любые устройства, в том числе и другие
- 99. В основе функционирования шины USB лежит принцип опроса устройств. Устройство может отослать сообщение только в ответ
- 100. Соединения называются каналами (pipe). Любые данные, входящие в канал с одного конца, обязательно достигают другого. Все
- 101. Адресация USB Каждому устройству на шине USB, будь то хаб или устройство ввода-вывода, назначается 7-битовый адрес.
- 102. Когда хост узнает о подключении нового устройства, он с помощью специальной последовательности команд направляет в порт
- 103. Программное обеспечение USВ должно постоянно иметь полную картину топологии шины и подключенных к нему устройств. Такие
- 104. Информация, пересылаемая через соединения USB, организуется в пакеты, каждый из которых включает один или несколько байтов
- 105. Шина USB Форматы пакетов USB: поле идентификатора пакета (а); пакет маркера, IN или OUT (б); пакет
- 106. Первое поле любого пакета называется идентификатором и обозначается как PID. Оно идентифицирует тип пакета. В этом
- 107. Пакеты типа IN предназначены для управления операциями ввода, а пакеты типа OUT – операциями вывода. За
- 108. В пакетах, содержащих входные и выходные данные за полем идентификатора пакета следуют не более 8192 бит
- 110. Скачать презентацию