Πρόγραμμα Αναβάθμισης Προγράμματος Σπουδών Τμήματος Πληροφορικής Τ.Ε.Ι Θεσσαλονίκης

1. Πρόγραμμα Αναβάθμισης Προγράμματος Σπουδών Τμήματος Πληροφορικής Τ.Ε.Ι Θεσσαλονίκης Μάθημα Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κεφαλαίο Τρίτο Διάδρομοι Μεταφοράς Δεδομένων Καθηγητής: Α. Βαφειάδης 2008

2. Διάδρομοι Διασύνδεσης Μονάδων Οι μονάδες συνδέονται μεταξύ τους με ειδικά συστήματα μεταφοράς πληροφοριών τα οποία ονομάζονται δίαυλοι ή διάδρομοι(buses). Στη παρούσα διάλεξη θα μελετηθούν: • Οι Βασικές Αρχές λειτουργίας των διαδρόμων • Η Ιεραρχία • Η Δομή • Η Διαιτησία • Παράδειγμα ΛειτουργίαςΔιαδρόμου • Ασύγχρονος και σύγχρονος διάδρομος

3. Βασική αρχή Λειτουργίας Διαδρόμων • Δίαυλος μοναδικής συναλλαγής Μόνο μια μονάδα μπορεί να κατέχει το δίαυλο • Δίαυλος διαιρούμενων συναλλαγών Περισσότερες μονάδες μπορούν να κατέχουν το δίαυλο

4. Ένας και μοναδικός Διάδρομος

5. Εσωτερικοί Διάδρομοι Pentium II

6. Pentium IV

8. System και Expansion Bus

9. Ιεραρχία Διαδρόμων

10. Πολλαπλοί διάδρομοι σε PC

11. Δομή ΔιαδρόμουΠληροφορίες από / προς μνήμη

12. Δομή Διαδρόμου Πληροφορίες από/προς KME

13. Δομή ΔιαδρόμουΠληροφορίες από/προς Ι/Ο Controller

14. Ανάλυση Διαδρόμου

15. Σήματα Ελέγχου (1/3) • Bus Request (BREQ): Αίτηση προς το διαιτητήγια την απόκτηση του διαύλου • Bus Grant(BGR): Παραχώρηση του διαύλου από το διαιτητή • Interrupt Request (INTREQ): Αίτηση διακοπής προς τη ΚΜΕ • Interrupt acknowledgment (INTACK): Αναγνώριση μιας εκκρεμούσας διακοπής από τη ΚΜΕ

16. Σήματα Ελέγχου (2/3) • Memory Request (MREQ): Αίτηση προς την μνήμη για ανάγνωση η εγγραφή • I/O request (IOREQ): Αίτηση προς ελεγκτή Ι/Ο για ανάγνωση η εγγραφή • Read Data(RD): Σήμα έναρξής ανάγνωσης από μνήμη ή συσκευή Ι/Ο • Write Data(WD): Σήμα έναρξης εγγραφής προς μνήμη ή συσκευή Ι/Ο

17. Σήματα Ελέγχου (3/3) • Data Ready(DR): Ένδειξη ότι τα ζητούμενα δεδομένα είναι στον δίαυλο • Αcknowledgment (ACK): Ένδειξη ότι μια διαδικασία διαδρόμου πραγματοποιήθηκε • Clock: Χρονισμός • Reset: Επαναφορά του διαύλου στην κενή θέση

18. Διαιτησία Διαδρόμου • Κεντρική (centralized) • Διαιτησία του πλησιέστερου προς τη ΚΜΕ Διαιτητής στηΚΜΕ • Διαιτησία με προτεραιότητες Διαιτητής ανεξάρτητος • Κατανεμημένη (distributed) • Ύπαρξη προτεραιοτήτων για κάθε μονάδα Δεν υπάρχει κεντρικός διαιτητής

19. Διαιτησία του πλησιέστερου προς ΚΜΕ

20. Διαιτησία με Προτεραιότητες

21. Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(1/3) Εγγραφή αίτησης της ΚΜΕ στο Δίαυλογια ανάγνωση μνήμης • Bus Request στο διαιτητή • Bus Grand από το διαιτητή • Διεύθυνση στο Address bus • Memory Request στο control bus • Read Data στο control bus

22. Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(2/3) Τοποθέτηση δεδομένων από τη μνήμη στο δίαυλο • Ανάγνωση σημάτων MREQ και Data Read από το Control Bus • Ανάγνωση διεύθυνσης από το address Bus • Κύκλος μνήμης (ανάγνωση) • Τοποθέτηση του δεδομένου στο data bus • Data Ready στο control bus

23. Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(3/3) Ανάγνωση της KME δεδομένων από το Δίαυλο • Ανάγνωση του σήματος Data Ready (control Bus) • Ανάγνωση των Δεδομένων απότoData Bus

24. Χρονισμός Διαδρόμου • Σύγχρονος διάδρομος Ύπαρξη Χρονισμού (clock Signal) Λίγα σήματα ελέγχου • Ασύγχρονος διάδρομος Πρωτόκολλο χειραψίας Περισσότερα σήματα ελέγχου

25. Σύγχρονος Διάδρομος

26. Πρωτόκολλο Χειραψίας σε Ασύγχρονο Διάδρομο

27. Πρωτόκολλο Χειραψίας σε Ασύγχρονο Διάδρομο με πολυπλεξία

28. Η εξέλιξη των Διαδρόμων PCI = Peripheral Component Interconnect ISA = Industry Standard Architecture AGP = Accelerated Graphic Port VESA-Local Bus

29. PCI- Express USB 2.0 60 MB/s * Αμφίδρομη μετάδοση

30. PCI-express X2

31. PCI vs PCI express Αρχιτεκτονική Source Dell

32. PCI slots Source Dell

33. PCI-express connectors

34. PCI Motherboard

35. Motherboard with Four Slots – PCIe x16, PCI, PCIe x8, and PCI-X (from bottom to top)

36. PCI-express 2.0 Source Dell