Цикл Доступа к Ресурсу - 0 тактов ожидания

Цикл Доступа к Ресурсу - Нормальный цикл

Цикл Доступа к Ресурсу - Удлиненный цикл

Цикл Регенерации - Введение

Цикл Регенерации - Нормальный цикл

Цикл Регенерации - Удлиненный цикл

Цикл ПДП

Цикл ПДП - Нормальный цикл

Цикл ПДП - Удлиненный цикл

Цикл Захвата Шины

Циклы шины ISA всегда асинхронны по отношению к SYSCLK. Различные сигналы разрешаются и запрещаются в любое время; внутри допустимых интервалов сигналы отклика могут также быть выработаны в любое время. Исключением является только сигнал -0WS, который должен быть синхронизирован с SYSCLK.

На шине существуют 4 индивидуальных типа циклов: Доступ к Ресурсу, ПДП, Регенерация, Захват Шины. Цикл Доступа к Ресурсу выполняется, если центральный процессор или внешняя плата в качестве задатчиков обмениваются данными с различными ресурсами на шине. Цикл ПДП выполняется, если контроллер ПДП является задатчиком на шине и выполняет циклы передачи данных между памятью и УВВ. Цикл Регенерации выполняется только контроллером регенерации для регенерации микросхем динамической памяти. Цикл Захвата Шины выполняется внешней платой для того, чтобы стать задатчиком на шине.

Структурно циклы отличаются по типу задатчика на шине и видами ресурсов доступа на ней. Внутри типа цикла существуют различные виды его, обусловленные различной продолжительностью каждого вида.

Существуют три типа цикла Доступа к Ресурсу:

· цикл с 0 тактов ожидания - этот цикл наиболее короткий из всех возможных;

· нормальный цикл - при выполнении такого цикла ресурс доступа не запрещает сигнал готовности I/O CH RDY - далее цикл такого вида будет называться просто нормальным;

· удлиненный цикл - при выполнении такого цикла ресурс доступа запрещает сигнал готовности I/O CH RDY на время, необходимое ресурсу для приема или передачи данных - далее цикл такого вида будет называться удлиненным.

 

В циклах ПДП и Регенерация тоже существуют два вида: нормальный и удлиненный, исходя из таких же, описанных выше условий.

 

 

№2

Функции компьютера, реализуются с помощью устройств, которые создаются на базе различных по своему конструктивному выполнению, стандартных, серийно выпускаемых изделий, которые будем для общности рассмотрения называть модулями. Таким образом, модуль – это функционально полное и конструктивно законченное устройство.

Примерами таких модулей могут быть следующие. Интегральные микросхемы, внешние запоминающие устройства, модули периферийных устройств. В качестве отдельных модулей используются платы расширения, на которых располагаются специальные микросхемы и разъемы для сопряжения с другими модулями компьютера.

Основой компьютера является плата, на которой расположены память, основная часть устройств системы ввода-вывода, такую плату называют системной или материнской платой. При изготовлении компьютера модули соединяются между собой с помощью стандартных конструктивных средств.

 

Конструктивно компьютер, как правило, представляет из себя системный блок, выполненный в виде отдельного корпуса, где располагается системная плата, и нескольких периферийных устройств, подключенных к системному блоку с помощью специальных кабелей и шнуров.

Компоновка компьютера, т.е. соединение всех модулей между собой, производится с учетом выполнения трех главных требований:

Обеспечения максимальной производительности работы компьютера в целом при малой стоимости с учетом времени передачи информации.

Конструктивной простоты и минимальной стоимости средств взаимосоединений модулей.

Возможности подключения максимального числа ПУ и простота изменения конфигурации ПУ в период эксплуатации компьютера.

 

Рассмотрим, как реализуется взаимосвязь модулей, с учетом вышеперечисленных требований.

При соединении типа «каждый с каждым» взаимосвязь модулей ни чем не ограничена из-за огромного количества линий связи, поэтому легко выполняются требования высокой производительности, но остальные требования реализовать нельзя из-за сложности взаимных соединений. Радиальный – при этом способе имеется главный модуль, с которым связаны все остальные и они могут взаимодействовать между собой только через главный модуль, что также снижает производительность, но меньше чем при магистральном способе. Такой способ соединения эффективен для соединения модулей, которые в основном работают только с главным. Магистральный – это способ, когда все модули взаимодействуют через общую магистраль. Он является наиболее простым по реализации, но снижает производительность, т.к. все модули делят магистраль между собой. К недостатком этого способа можно отнести также и то, что высокоскоростные магистрали все же дороги и могут быть реализованы только при их ограниченной длине. Этот способ наиболее широко используется в компьютерах.

 

Роль интерфейсов.
Интерфейс — это совокупность аппаратных, программных и конструктивных средств, предназначенных для обмена информацией между устройствами в соответствии с протоколом обмена.
Под протоколом обмена понимается строго заданная процедура или совокупность правил, регламентирующих способ выполнения определенного класса функций.
Cпонятием интерфейса тесно связано понятие стык. Стык обозначает место соединения устройств передачи сигналов данных, входящих в системы передачи данных.

Основное назначение интерфейсов, стыков и протоколов — унификация внутри межсистемных связей с целью эффективной реализации процессов передачи информации.

Основные функции интерфейсов заключаются в обеспечении информационной, электрической и конструктивной совместимости сопрягаемых устройств.
Под информационной совместимостью понимают:

1)совпадение форматов данных, команд, слов состояний;

2) согласованность временных соотношений между управляющими сигналами;

3) согласованность количества информационных линий и линий управления;

4) согласованность логических уровней сигналов данных и сигналов управления.

Под электрической совместимостью понимают:
1)согласованность статических и динамических параметров сигналов в системе интерфейса;

2) соответствие электрических уровней сигналов;

З) соответствие нагрузочных характеристик элементов и т.п.

Конструктивная совместимость предполагает согласованность конструктивных элементов для обеспечения механического контакта электрического соединения устройств (разъемы, платы, штекеры, кабели и т.п.).

 

Роль системы ввода – вывода в ЭВМ.

Периферийные устройства (ПУ) связываются с центральным процессором (ЦП) и памятью посредством системы ввода-вывода (СВВ).

СВВ определяет:

· Производительность ЭВМ.

· Стоимость ЭВМ.

· Удобство работы пользователя (эргономика).

Оценивать производительности ЭВМ только производительностью процессора принципиально неверно, поскольку именно производительность СВВ зачастую определяет временные характеристики решения задачи, как правило, в сторону замедления.

 

 

Организация передачи информации в вычислительной системе.

1. В каждый момент времени информация передается только между двумя модулями ЭВМ по принципу «точка — точка».

2. Одно из устройств (при обмене) является активным, адругое — пассивным.

З. Активное устройство начинает процедуру обмена и управляет ею, пассивное устройство выполняет предписания активного.

4. Процессор всегда активное устройство, а ОЗУ всегда пассивное.

5.Периферийное устройство при работе с процессором является исполнителем, апри работе с ОЗУ (прямой доступ к памяти) — задатчиком (Рис 5, а).

 

 

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ЯДЕРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ

(МИФИ)

Кафедра 12

Билет № 3

 

1. Шина PCI, ее архитектура, назначение основных сигналов. Транзакция.

Оценка скорости передачи данных.

 

2. Видеоадаптеры. Назначение, функции, состав. Графический режим

работы растрового дисплея. Текстовый режим работы растрового дисплея.

№1

Архитектура шины PCI

Интерфейс PCI имеет двухшинную структуру: мультиплексированную шину адреса данных (АД) и шину управления. Интерфейс использует два набора сигналов: базовый и расширенный. Базовый поддерживает минимальную конфигурацию, а расширенный дополнительно - 64 разрядные операции, тестирование плат через порт JTAG (IEEE 1149.1), кэш-память и прерывания. В минимальной конфигурации имеется 49 сигналов. В данном электронном учебнике рассматривается только базовая конфигурация.

Шина PCI процессорно независимая и взаимодействует с главным процессором и памятью через главный мост (Host bus). Интерфейс PCI может иметь иерархическую структуру, взаимодействуя с шиной расширения типа ISA, EISA или MCA через соответствующий контроллер. К шине PCI подсоединены два типа объектов: задатчики и исполнители. Основной операцией на шине является блочный обмен последовательностью данных между задатчиком и исполнителем при выполнении операций чтения и записи данных.

Блок или пакет передаваемых данных в спецификации PCI называется транзакцией (transaction), в начале транзакции идет адрес исполнителя (фаза адреса), а за ним произвольное число 32 битовых данных (последовательность фаз данных), двойных слов (DWORD). Задатчик-объект, который захватывает в свое распоряжение шину, начинает транзакцию и адресует исполнителя. Исполнитель - объект, который адресуется задатчиком и отрабатывает транзакцию, принимая (запись) или выдавая (чтение) данные.

Объект может быть только задатчиком или только исполнителем, но может быть и задатчиком, и исполнителем одновременно, но в разные моменты времени. На шине PCI используются два метода адресации.

Положительное декодирование (positiv decoding) - когда объекту задается диапазон адресов, и он отвечает на операцию, когда выставленный на шину адрес попадает в этот диапазон. Здесь каждое устройство имеет свой дешифратор адреса.

Вычитательное декодирование (subtractiv decoding) - когда объект отвечает на операцию, которую не опознали другие объекты. Такой адрес может быть только у одного объекта на шине. Этот метод используется при построении стандартных шин расширения, например, ISA.

 

 

№2

 

Как правило, видеосистемой ПЭВМ называют средства вывода текста или графики на какой-либо экран. В качестве оконечного устройства видеосистемы используют мониторы, мультимедийные проекторы, интерактивные доски.

Устройства, позволяющие подключать монитор к шине ПЭВМ, называют видеоадаптерами. Изначально их подразделяли на алфавитно-цифровые и графические. Графические адаптеры, кроме графической информации позволяли выводить и текстовую (символьную) информацию. Вся выводимая информация формировалась в результате действия и под управлением системных и прикладных программ.

Современные аппаратные средства системного блока могут располагаться на раздельных картах разного функционального назначения или объединяться в одном комбинированном адаптере, который называется адаптером дисплея ( Display Adapter).

Адаптер дисплея служит для формирования всех видов изображений и является промежуточным элементом между монитором и шиной компьютера.

Изображение строится по программе, исполняемой центральным процессором, совместно с графическими акселераторами (ускорителями) и сопроцессорами, служащими для повышения эффективности системы.

По сути, видеосистема ПЭВМ это программно-аппаратная структура, обобщённая схема которой приведена на Рис. 1.

 

Рис. 1. Обобщенная схема видеосистемы ПЭВМ

 

Контроллер атрибутов (КА).

Это устройство управляет трактовкой цветовой информации, хранящейся в видеопамяти.

В текстовых режимах он обрабатывает информацию из байтов атрибутов знакомест (отсюда и пошло его название - контроллер атрибутов).

В графических режимах контроллер обрабатывает информацию из бит текущего выводимого пикселя.

В состав контроллера атрибутов входят регистры палитр, которые служат для преобразования цветов, закодированных битами видеопамяти, в реальные цвета на экране.