1 / 80

Siinid (Buses)

Siinid (Buses). Tartu. Narva. N-bus. TPT-bus. Paide. Talinn. P-bus. Pärnu. Kolme olekuga siini puhver ( T ri-state buffer , Bus driver ) I. E (enable). E X Y 1 0 0 1 1 1 0 - Z. Y. X. Y=X. Z - kolmas olek. Väljund on lahti lülitatud. +v. +v. +v. X=0. Y=0. X=1. E=1. Y=1.

artemas
Download Presentation

Siinid (Buses)

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Siinid (Buses) Tartu Narva N-bus TPT-bus Paide Talinn P-bus Pärnu T. Evartson

  2. T. Evartson

  3. Kolme olekuga siini puhver(Tri-state buffer, Bus driver )I E (enable) E X Y 1 0 0 1 1 1 0 - Z Y X Y=X Z - kolmas olek. Väljund on lahti lülitatud. +v +v +v X=0 Y=0 X=1 E=1 Y=1 Y=Z E=1 E=0 0 0 0 E (enable) E (enable) Y X X Y E (enable) X Y T. Evartson

  4. Kolme olekuga siini puhver(Tri-state buffer, Bus driver) II B:=A B A Andmeedastus A:=B A:=B (B:=A) = 0 Andmeedastus B:=A B (B:=A) = 1 B A A (A:=B) = 1 (A:=B) = 0 (B:=A) = 0 A ja B on lahti ühendatud B A (A:=B) = 0 T. Evartson

  5. Kolme olekuga siini puhver(Tri-state buffer, Bus driver )III A A C a 0 a 1 a n-1 B C C A b 0 b 1 b n-1 c 0 c 1 c n-1 B C B +v C Konflikt ai +v ci 0 bi T. Evartson 0

  6. Siinide sidumine Internal BUS BUS CS & RD & WR T. Evartson

  7. Mõisteid Arbitreerimine (Arbitration) – Konfliktide lahendamine. Põhiplaat (Backplane) – Alusplaat millel on pesad ja kuhu saab panna mälu, protsessori jne Ise on passiivne sest seal ei ole CPU-d ega muud. Emaplaat(Motherboard) – Analoogiliselt pesad ja siinid nagu eelmisel, kuid on aktiivne, sest sisaldab CPU-d ja muud loogikat Ribalaius (Bandwith) – Siini läbilaske võime Siini arhitektuur (Bus architecture) – Siini topoloogi, andmevahetus protokollid, arbitreeimine ja katkestuste töötlemine koos. Siini konflikt (Bus contention) – Korraga mitu seadet pöördub siini poole Siini dariver (Bus driver - Eraldab eri seadmeid samal siinil Siini haldur (Bus master) – Aktiivselt juhib tööd siinil Siiniprotokoll(Bus protocol) – Info edastamise reeglid siinil Bus termination – Väldib peegeldusi Siinitopoloogia (Bus topology) – Seadmete ühenduste kirjeldus Latentsusaeg (Latency) – Ootamise aeg Multipleksitud siin (Multiplexed bus) – Kasutatakse ühiseid liine andmete ja aadressi edastamiseka T. Evartson

  8. Ühe siiniga arvuti Mälu CPU I/O I/O I/O T. Evartson

  9. T. Evartson

  10. Mitme siiniga arvuti I Mälu CPU Bridge I/O I/O I/O T. Evartson

  11. CPU Vahemälu (cache) Põhimälu Kohtsiin (Local Bus) Kuvar (Video) Sild (Bridge) Skänner (Scanner) Süsteemisiin (System Bus) Sild (Bridge) Liendussiin (Expansion Bus) Klaviatuur (Keyboard Printer T. Evartson

  12. Mitme siiniga arvuti II Cache Mälu 1 CPU Local Bus Bridge System Bus Mälu 2 Bridge I/O Bus (Expansion Bus) I/O I/O I/O T. Evartson

  13. T. Evartson

  14. AB, DB, CB Andme-siin Data Bus (DB) Aadress-siin Address Bus (AB) Juht-siin Control Bus (CB) Mälu CPU Juht-siin Control Bus Address Bus Aadress-siin Andme-siin Data Bus I/O I/O T. Evartson

  15. Aadressi-siinAddress Bus I Mälu CPU Juht-siin Control Bus Address Bus Aadress-siin Andme-siin Data Bus I/O I/O CS CS DC 0 1 T. Evartson

  16. Aadressi-siinAddress Bus II CPU 16 Mälu Memory 64Kb Aadress Address 8 Andme-siin Data Bus Mälu Memory 1Mb 20 CPU Aadress Address 8 Andme-siin Data Bus Mälu Memory 4Gb 32 CPU Aadress Address 8 Andme-siin Data Bus T. Evartson

  17. Juhtsiin Control Bus Tavaliselt edastatavad signaalid : • Memory read • Memory write • I/O read • I/O write • Acknowledge (ACK) • Bus request • Bus grant • Interrupt request • Interrupt acknowlidge • Ready • Clock • Reset T. Evartson

  18. Siinitsükli määramine I Memory read Bus control. Memory write Status STB I/O Write WR Mälu RD Status I/O Read CPU Juht-siin Control Bus Address Bus Aadress-siin Andme-siin Data Bus I/O RD I/O RD CS WR WR CS DC 0 1 T. Evartson

  19. Siinitsükli määramine II Memory read Memory write Mälu WR RD CPU I/O Read I/O Write Juht-siin Control Bus Address Bus Aadress-siin Andme-siin Data Bus I/O RD RD I/O CS WR WR CS DC 0 1 T. Evartson

  20. PC MAR PC + 1 MBR IR Käsukoodi dekodeerimine Store Out In Load . . . . . . . . . . . . I/OW CB MW CB I/OR CB MR CB . . . . . . . . . . . . . . . T. Evartson

  21. Erinevad andmeedastus protokollid I Sünkroonne siinSynchronous Bus Mälust lugemine T1 T2 T3 CLK AB Mälu aadress valmis Memory read Ready DB Andmed CPU-sse Mällu kirjutamine T1 T2 T3 CLK AB Mälu aadress valmis Memory write Ready DB Andmed CPU-st T. Evartson

  22. Erinevad andmeedastus protokollid II Ühe oote tsükliga Lugemise tsükkel T1 T2 T3 WAIT CLK AB Mälu aadress Memory read DB Andmed CPU-sse Ready Ühe oote tsükliga Kirjutamise tsükkel T1 T2 T3 WAIT CLK AB Mälu aadress Memory write DB Andmed CPU-st Ready T. Evartson

  23. Erinevad andmeedastus protokollid III Asünkroonne siin Asynchronous Bus AB Mälu aadress valmis Memory read MSYNC DB Andmed valmis SSYNC T. Evartson

  24. Erinevad andmeedastus protokollid IV Tagasisideta andmevahetusOpen-loop data trasfer Computer I/O Device Data DAV DB Andmed valmis DAV Andmevahetus tagasisidega Closed-loop data transfer Computer I/O Device Data DAV DAC DB Andmed valmis DAV DAC T. Evartson

  25. Erinevad andmeedastus protokollid V Andmevahetus täieliku tagasisidega Fully inlocked handshaking Computer I/O Device Data DAV DAC DB Andmed valmis DAV DAC T. Evartson

  26. Erinevad andmeedastus protokollid VI Grupi andmeedastusBurst mode T1 T2 T3 T4 CLK AB Mälu aadress Memory read DB Count Andmed Andmed Andmed BLOCK Ready Andme edastus konveierinaPipelining 2. Lug tsükkel 1. Lug tsükkel CLK AB Mälu aadress Mälu aadress Memory read DB Andmed Andmed DAC T. Evartson

  27. Multiplekseeritud siinMultiplexed Bus CPU I/O Device Aadress Aadress/Andmed T1 T2 T3 CLK AB Aadressi noorem pool Aadr Data DB Aadressi vanem pool Andmed valmis T. Evartson

  28. I/O seadmete ja protsessori andmevahetus Mälu CPU I/O Computer Display Program Display controller Serial data Parallel to serial converter Serial to parallel converter Transmission path T. Evartson

  29. I/O seadmete protsessori andmevahetus. Mälu CPU Pheripheral interface chip I/O I/O I/O Pheripheral interface chip CPU CPU side Pheripheral side I/O Device AB DB CB T. Evartson

  30. Seade Device Data separator electronics Controller electronics Host communication electronics Host bus (PCI, ISA,…) Peade positsioneerimine, puhverdamine, bittidest sõnade moodustamine Siini ja kontrolleri andmevahetus protokollide sobitamine Teisendab analoog signaalid digitaalseks I/O Module Motherboard CPU+ Memory Host Adaptor Controller Pheripheral Device Bus Bus Cable Host adaptor : seob PC ja controlleri osates mõlema “keelt”. Controller : • Juhib I/O seadet. Põhimõtteliselt protsessor, mis on programmeeritav • Teisendab elektromagneetilised signaalid kahend koodideks. Näiteks magnet mäluseadmetel. • Erinevate kiiruste korral puhverdab andmeid I/O seadme ja CPU vahel. • Vigade avastamine ja parandamine andmeedastuses. T. Evartson

  31. I/O seade I/O seadme liides FIFO sisend puhver FIFO väljund puhver Juht register Oleku register Süsteemi siin (CPU-st/-sse) T. Evartson

  32. Eraldi S/V seadmete adresseerimine (Separate I/O, Isolated I/O) DC Mälu Load Store . . . AB CPU I/O DC . . . In Out I/O T. Evartson

  33. Mäluna adresseeritavad I/O seadmed (Memory-mapped I/O) DC Mälu . . . CPU AB Load Store I/O . . . I/O DC Mälu . . . AB Load Store I/O CPU I/O . . . DC In Out I/O T. Evartson

  34. S/V seadmena adresseeritav mälu I/O Mapped memory DC Mälu Load Store . . . AB CPU DC Mälu . . . In Out S/V . . . S/V T. Evartson

  35. Programne andmevahetus (Programmed I/O). Klaviatuuri liides CPU DB Klaviatuur CB 24 AB Aadressi regisrer Klaviatuuri liides CPU DB CB I/O read 24 AB Aadressi regisrer Andme register Klaviatuuri liides Puhver CPU DB “D” “D” CB AB Andme register Klaviatuuri liides CPU DB “C” CB AB 68 Akumulaator T. Evartson

  36. T. Evartson

  37. Andmevahetuse juhtimine Andmevahetus passiivsete I/O seadmetega süsteemis. 0 Ready 1 IOT IOT Mälu CPU/ Arbiter I/O I/O I/O Prog MUX E E E T. Evartson

  38. I/O seade I/O seadme liides FIFO sisend puhver FIFO väljund puhver Juht register Oleku register Süsteemi siin (CPU-st/-sse) T. Evartson

  39. Jäigalt riistvaraga määratud prioriteetidega andmevahetusDaisy Chain Mälu CPU/ Arbiter I/O I/O I/O E E E Daisy Chain Logic Daisy Chain Logic Daisy Chain Logic E T. Evartson

  40. Katkestustega I/O liides (Interrrupt-driven I/O) DB AB CPU Mälu S/V liides Olekuregister Andmeregister IRQ T. Evartson

  41. Katkestus Interrupt Käsk 1 Käsk 1a Käsk 2a INTR Käsk 2 Käsk 2a Käsk 3a Käsk 3 Käsk Na Käsk Ka Käsk 4 Katkestuse täitmine : • CPU lõpetab pooleli oleva käsu • PC ja PSW salvestatakse STACK-I • PC-sse laetakse uus väärtus (Alamprogrammi algus aadress) Fetch the next instruction Decode Execute Instruction Yes No Interrupt handling Interrupts ? T. Evartson

  42. Käsukoodi laadimine (Fetch) ja PC suurendamine Käsukoodi dekodeerimine Käsu täitmine (mikroprogramm) Ja Ei Katkestuse täitmine Katkestus ? T. Evartson

  43. T. Evartson

  44. Katkestust teenindava programmi poole pöördumine. Mälu Mälu 00…0 00…0 Käsk a Põhi- programm Käsk a Põhi- programm PC1 Käsk b Käsk b SP Pinumälu piirkond Pinumälu piirkond PC1 PSW SP xxx xxx PC Katkestust teenindav programm Katkestust teenindav programm FF…F FF…F T. Evartson

  45. Registrite päästmine. CMP R1,R2 ;võrdleb kahte registrit BEQ Aadress ;tingimuslik siire kui olid võrdsed Katkestus Interrupt Exception Hardware interrupts Software interrupts Maskable Nonmaskable T. Evartson

  46. Andmevahetus katkestustega süsteemis Interrupt-driven I/O Mälu CPU/ Arbiter I/O I/O I/O Prog MUX (Polling) E INTR E INTR E INTR 1 INTR T. Evartson

  47. Andmevahetus katkestustega süsteemis Interrupt-driven I/O Mälu Jäigalt riistvaraga määratud prioriteetidega andmevahetus Daisy Chain CPU/ Arbiter I/O I/O I/O E INTR E INTR E INTR Daisy Chain Logic Daisy Chain Logic Daisy Chain Logic INTA 1 INTR T. Evartson

  48. Daisy Chain Logic I/O E INTR & INTA 1 & T. Evartson

  49. Andmevahetus katkestuste kontrolleriga süsteemis Mälu CPU I/O I/O I/O E INTR E INTR E INTR Interrupt control logic INTA INTR T. Evartson

  50. Programmeeritav katkestuste kontroller Programmable Interrupt Controller Siinid Katkestus vektor Katkestuste teenindus register Prioriteetide loogika Maski register Katkestuste puhver . . . IRQn IRQ1 IRQ0 T. Evartson

More Related