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 противостоять манипуляциям мужчин? 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: 402; Нарушение авторских прав

mydocx.ru - 2015-2018 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