WWW.REFERATCENTRAL.ORG.UA - Я ТУТ НАВЧАЮСЬ

... відкритий, безкоштовний архів рефератів, курсових, дипломних робіт

ГоловнаТехнічні науки → Арбітраж шини - Реферат

Арбітраж шини - Реферат


Реферат на тему:
Арбітраж шини
План.
1. Арбітраж шини
2. Принцип роботи шини.
Арбітраж шини
До тепер припускалось, що існує тільки один задаючий пристрій шини - центральний процесор. У дійсності мікросхеми вводу-виводу можуть ставати задаючим пристроєм при зчитуванні информації з пам'яті та запису в память. Крім того, вони можуть викликати переривання. Сопроцесори також можуть ставати задаючим пристроєм шини.
Виникає питання: "Що відбувається, що коли задає пристроєм шини статають два або кілька пристроїв одночасно?".
Щоб запобігти хаосу, що може при цьому виникнути, потрібний спеціальний механізм - арбітраж шини.
Механізми арбітражу можуть бути централізованими або децентралізованими. Розглянемо спочатку централізований арбітраж.
Простий приклад централизованного арбітражу показаний на рис.6, а. У даному прикладі один арбітр шини визначає, чия черга наступна. Часто буває, що арбітр убудований у мікросхему процесора, але іноді потрібна окрема мікросхема. Шина містить одну лінію запиту (монтажне АБО), що може запускатися одним або декількома пристроями в будь-який час. Арбітр не може визначити, скільки пристроїв дають запит на шину. Він може визначати тільки наявність або відсутність запитів.
Коли арбітр бачить запит шини, він запускає лінію надання шини. Ця лінія послідовно зв'язує всі пристрої вводу-виводу. Коли фізично найближчий до арбітра пристрій сприймає сигнал надання шини, воно перевіряє, чи є запит шини. Якщо запит є, пристрій користується шиною, але не поширює сигнал надання далі по лінії. Якщо запит - ні, пристрій передає сигнал надання шини наступному пристрою. Цей пристрій теж перевіряє, є чи запит, і діє відповідним чином залежно від наявності або відсутності
запиту.
Передача сигналу надання шини триває до тих нір, поки який-небудь пристрій не скористається наданою шиною. Така система називається системою послідовного опитування.
При цьому пріоритети пристроїв залежать від того, наскільки близько вони перебувають до арбітра. Найближчий до арбітра пристрій має головний пріоритет.
Щоб обійти таку систему, у якій пріоритети залежать від відстані від арбітра, у деяких шинах влаштовується кілька рівнів пріоритету. На кожному рівні пріоритету є лінія запиту шипи й лінія надання шини.
На рис.6, б зображено 2 рівні (хоча в дійсності шини звичайно містять 4, 8 або 16 рівнів). Кожний пристрій пов'язаний з одним з рівнів запиту шипи, причому, чим вище рівень пріоритету, тим більше пристроїв прив'язано до цього рівня. На рис. 6, б можна бачити, що пристрою 1, 2 і 4 використають пріоритет 1, а пристрою 3 і 5 - пріоритет 2.
Рис. 6. Одноуровневый централізований арбітраж шини з використанням системи послідовного опитування (а); дворівневий централізований арбітраж (б)
Якщо одночасно запитується кілька рівнів пріоритету, арбітр надає шину найвищому рівню. Серед пристроїв однакового приоритету використається система послідовного опитування. На рис. 6, 6 видно, що
у випадку конфлікту пристрій 2 "перемагає" пристрій 4, а пристрій 4 "перемагає" пристрій 3. Пристрій 5 має нижчий пріоритет, оскільки воно знаходиться в самому кінці самого нижнього рівня.
Лінія надання шини другого рівня необов'язково повинна послідовно зв'язувати пристрої 1 і 2, оскільки вони не можуть посилати на неї запити. Однак набагато простіше провести всі лінії надання шини через всі пристрої, ніж з'єднувати пристрої особливим чином залежно від їх приорітетів.
Деякі арбітри містять третю лінію, що запускається, як тільки пристрій приймає сигнал надання шини, і бере шину у своє розпорядження. Як тільки запускається лінія підтвердження прийому, лінії запиту й надання шини можуть бути відключені. У результаті інші пристрої можуть запитувати шину, поки перший пристрій використає її. До того моменту, коли закінчиться поточна передача, наступний задаючийпристрій уже буде обрано. Цей пристрій може почати роботу, як тільки відключається лінія |підтвердження прийому.
Із цього моменту починається наступний арбітраж. Така структура вимагає наявності додаткової лінії й більшої кількості логічних схем у кожному пристрої, але зате при цьому цикли шини використаються рациональніше.
У системах, де пам'ять пов'язана з головною шиною, центральний процесор повинен завершувати роботу з усіма пристроями вводу-виводу практично на кожному циклі шини. Щоб вирішити цю проблему, можна надати центральному процессору найнижчий пріоритет. При цьому шина буде надаватися процессору тільки в тому випадку, якщо вона не потрібна жодному іншому пристрою.
Центральный процесор завжди може почекати, а пристрою вводу-виводу повинні одержати доступ до шини якнайшвидше , щоб не втратити дані. Диски, що обертаються з високою швидкістю, теж не можуть чекати. У багатьох сучасних компьютерах пам'ять міститься на одній шині, а пристрою вводу-виводу - на іншій, тому їм не доводиться завершувати роботу, щоб надати доступ до шини.
Можливий також децентралізований арбітраж шини. Наприклад, комп'ютер може містити 16 пріоритетних ліній запиту шини. Коли пристрою потрібна шина, воно запускає свою лінію запиту. Всі пристрої контролюють всі лінії запиту, тому наприкінці кожного циклу шини кожний пристрій може визначити, чи володіє воно в цей момент вищим пріоритетом і, відповідно, чи дозволено лінії користуватися шиною в наступному циклі.
Такий метод вимагає наявності більшої кількості ліній, але зате не
вимагає витрат на арбітра. Він також обмежує число пристроїв числом ліній запиту.
При іншому типі децентралізованого арбітражу використається тільки три лінії, незалежно тому, скільки пристроїв є в наявності (рис. 7). Перша лінія - монтажне АБО. Вона використається для запиту шини. Друга лінія називається BUSY. Вона запускається поточним пристроєм, що задає, шини. Третя лінія використається для арбітражу шини. Вона послідовно з'єднує всі
пристрої. Початок цінуй пов'язане із джерелом живлення з напругою 5 В.
Рис.7. Децентралізований арбітраж шини.
Коли шина не потрібно жодному із пристроїв, лінія арбітра передає сигнал всім пристроям. Щоб одержати доступ до
Loading...

 
 

Цікаве