Главная Случайная страница


Полезное:

Как сделать разговор полезным и приятным Как сделать объемную звезду своими руками Как сделать то, что делать не хочется? Как сделать погремушку Как сделать неотразимый комплимент Как сделать так чтобы женщины сами знакомились с вами Как сделать идею коммерческой Как сделать хорошую растяжку ног? Как сделать наш разум здоровым? Как сделать, чтобы люди обманывали меньше Вопрос 4. Как сделать так, чтобы вас уважали и ценили? Как сделать лучше себе и другим людям Как сделать свидание интересным?

Категории:

АрхитектураАстрономияБиологияГеографияГеологияИнформатикаИскусствоИсторияКулинарияКультураМаркетингМатематикаМедицинаМенеджментОхрана трудаПравоПроизводствоПсихологияРелигияСоциологияСпортТехникаФизикаФилософияХимияЭкологияЭкономикаЭлектроника






Общие принципы построения





Периферийные устройства средств вычислительной техники.

Как вы думаете: чем различаются ПУ?

· Принципом действия

· Форматами и скоростью передачи информации

· Набором управляющих сигналов

Всем понятно, что запросы со стороны ПУ на установление связи и обмен данными могут поступать в произвольные моменты времени. Следовательно, для организации обмена требуются специальные электронные средства согласования форматов и синхронизации процессов. С их помощью решают проблемы индивидуального интерфейса каждого периферийного устройства, подключаемого к системной шине ПК.

При организации ПК используются принцип модульности и принцип магистральности.

Модульность предполагает построение системы из модулей со стандартным интерфейсом.

Под модулем понимается печатная плата (плата расширения), на которой реализован адаптер или контроллер, соединяющий периферийное устройство с шиной.

Возможность подключения модулей к системной шине обеспечивает гибкость в выборе и изменении состава системы.

Принцип магистральности означает использование для информационного обмена между устройствами ПК магистралей (шин), к которым подключаются модули.

В современных компьютерах используется иерархия шин, отличающихся пропускной способностью, набором сигналов и протоколом. Принципы организации информационного взаимодействия модулей по шинам являются общими для всех шин. Важнейшими принципами являются:

· принцип подчиненности

· принцип квитирования

· принцип унификации характеристик модулей.

Принцип подчиненности предполагает, что одно из обменивающихся информацией по шине устройств является ведущим, управляющим процессом обмена, а другое (или несколько других) – ведомыми.

Ведущий - ведомый

Активное устройство -- пассивное устройство

Задатчик – исполнитель

Инициирующее устройство – целевое устройство

bus masters - bus slaves

Принцип квитирования базируется на использовании специального сигнала quit(квитации), формируемого ведомым устройством и используемого ведущим как разрешение завершения цикла обмена. Это позволяет организовать обмен между модулями с различным быстродействием.



Принцип унификации характеристик модулей состоит в обеспечении

o информационной,

o электрической

o конструктивной совместимости интерфейсов модулей ВС.

Информационная совместимость – одинаковый состав управляющих сигналов в линиях шины, форматов адресов и данных, а также протоколов обмена, устанавливающих причинно-следственные связи и временные интервалы между сигналами.

Электрическая совместимость – это согласованность параметров электрических сигналов, нагрузочной способности источников сигнала и входных токов приемников, паразитных параметров линий связи.

Конструктивная совместимость – это унификация модулей, шины и корпуса ВМ по конструктивным параметрам: размерам, типам соединителей, месту их установки.

К основным принципам организации шинных интерфейсов следует отнести применение контроллеров(адаптеров) ввода-вывода, с помощью которых ПУ через шину связываются с ЦП.

Проблемы организации обмена данными между периферий­ными устройствами и вычислительным ядром (процессором и ОП) связаны с асинхронным характером процессов, обусловленных случайным характером событий, инициирующих начало и конец обмена. В ВС используют три способа организации обмена, каж­дый из которых по-разному решает отмеченные проблемы:

- про­граммно-управляемая передача, инициируемая процессором

- передача информации с прерыванием программы, активизируемая по запросу прерывания от периферийного устройства

- передача информации в режиме прямого доступа к памяти.

 
 

 


Основная программа Основная программа

       
   
 

 


1) 2)

При программно-управляемой передаче обмен осуществляется под управлени­ем ЦП. Операции ввода вывода при таких обменах инициируются текущей командой программы.

Про­граммно-управляемая синхронная передача (рис. 1)применяется при взаимодействии с быстродействующими ПУ, для обмена с которыми не требуется дополнительной синхронизации (такие устройства ввода-вывода всегда готовы к обмену информацией). Этот способ передачи реализуется при минимальных затратах аппаратных и программных средств.

Асинхронный обмен (рис.2)является более универсальным и более сложным способом программно-управляемого обмена. Он используется при работе с ПУ, быстродействие которых ниже быстродействия ЦП. И тогда приходится использовать специальные средства, синхронизирующие процесс приема-передачи. Эти средства содержатся в адаптере(контроллере) ПУ.

Любой адаптер содержит регистр данных(порт данных). В режиме ввода данные из ПУ поступают в порт и хранятся в нем до момента пересылки по шине в вычислительное ядро. В режиме вывода данные записываются в порт процессором и хранятся там до передачи с помощью адаптера в устройство вывода. Большинство адаптеров ПУ кроме регистра данных содержат в своем составе специальные регистры управления (РУ) и состояния(РС). Эти регистры, подключаемые к шине и доступные ЦП для чтения(записи) необходимы для управления процессом обмена. РС отражает факт подключения ПУ и его работоспособность. Один из разрядов этого регистра может использоваться в качестве флага готовности(READY), который устанавливается ПУ при готовности к приему-передаче данных через шину. Проверка готовности к обмену может осуществляться программно или аппаратно.



Недостатком такого способа обмена как про­граммно-управляемая передача являются вынужденные непроизводительные затраты времени ЦП на ожидание готовности ПУ к обмену. Более серьезные последствия возникают в ситуациях, когда по каким-либо причинам(например, из-за возникшей неисправности) сигнал готовности вообще не может быть сформирован ПУ. В такой ситуации ЦП не сможет выйти из режима ожидания, и его работа будет заблокирована. Для исключения подобных ситуаций в современных выч.системах используют специальный программный прием, называемый тайм-аутом.

(Тайм-аут – это средство восстановления работоспособности ВМ при не поступлении сигнала готовности в течение заданного интервала времени.)






Date: 2015-07-27; view: 422; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2019 year. (0.006 sec.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав - Пожаловаться на публикацию