Густав Олссон, Джангуидо Пиани - Цифровые системы автоматизации и управления (1087169), страница 74
Текст из файла (страница 74)
ся как сообщения и посылаются от источника к адресату как любые другие дан е давние 8.2.10. Арбитраж шины В каждый момент времени только одно устройство на шине может играть Рз, а ' Роль ведущего. В ситуации, когда несколько устройств претендуют на роль ведущегх лня. меняется некоторая процедура выбора, которая называется арбитражем шины (Бпз агБзтгануоа). Существуют два основных подхода к выбору ведущего устройства.
В первом случае одно из устройств назначается арбитром (агбггег). Устройство, желающее полу. чить управление шиной, сообщает об этом арбитру через прерывание по линии ЗАПРОС ШИНЫ. Арбитр проверяет относительный приоритет текущего всдупзепп шины (т. е. собственный, но это может быть и другое устройство) и запрашивакяпепп устройства и решает, кому должно быть передано управление шиной. При другом подходе арбитр как таковой отсутствует. Устройство, которое лрп. тендует на права ведущего, делает запрос через линию распределения, которая явля.
ется общей для всех устройств (могут использоваться несколько линий, чтобы рзз. делить несколько уровней приоритетов). Ведушее устройство определяет залам шиваюшее устройство и сравнивает его приоритет со своим. Если приорят" запрашивающего устройства выше, права ведущего передаются. Все устройс~ва с"и' собные выполнять функции ведушего, имеют логику определения ведушсго. При выборе ведушего устройства могут применяться два алгоритма — цикл"че'„ е шинпн кий и распределение приоритетов.
При циклическом алгоритме управление ш' аче излив определенном порядке передается каждому из устройств — этот способ иначе и тноьченнн вается принципом "справедливости" Не делается никаких различий в отноьч в соотнес уровня приоритетов, и управление поочередно передается устроиствам в со стени с предопределенным порядком. в с наивьс При распределении приоритетов управление передается устройству с е отвратить шим приоритетом. Приоритеты могут изменяться во времени, чтобы предо Р м и болю"пн постоянный контроль над шиной устройствами с высоким приоритетом и активностью. я ГШ иальныя: В некоторых системах арбитраж шины выполняется с помощью специа ныл и енР ний одновременно с передачей данных, а в других системах передача даннь деление ведущего не могут выполняться одновременно, Если арбитраж аж заиро т иа обнОУ происходит интенсивно, то способ выбора ведущего устройства влияет и .эффективность работы системы.
ення Захват шины является частным случаем более обшей проблемы распреЛ ' е еле язаия (защиты) ресурсов, которая постоянно встречается во многих ситуациях, связ ом мультипрограммирования, работой многопроцессорных систем, в распреежям ' еР х системах и системах связи, независимо от того, являются ли ресурсы аппаяензых да или программными. В данном случае шина представляет собой общий резными оторый должен быть защищен от одновременного доступа нескольких кото 'УР ' - тв ПРинципы РешениЯ пРоблем, свЯзанных с защитой РесУРсов, одинаковы, ;тРейств. имо от того, к какому типу относится ресурс. Эти принципы более детально нзззвясиь троны в разделах 9.5 и 10.3.
рассыо Подготовка шины к работе родготовка системной шины к эксплуатации обычно не сложнее, чем просто устанппка в „„всех плат в разъемы в стойке. Однако требуются определенные усилия, чтобы ,„стема имела конфигурацию, обеспечивающую максимальную эффективность уулатял должны быть классифицированы по важности генерируемых ими г)рерынзни, шяй, а в многопроцессорной системе — и в соответствии с их относительной важноптью в качестве ведушего устройства шины.
Выше было сказано, что при шлейфовом ппдключеиии платы ближайшие к процессору или арбитру шины первыми же и обегуживаются. При такой конфигурации платы должны располагаться на шине в поРядке своих приоритетов. В ряде случаев доступ к линиям прерывания и установка приоритета выполняются на плате с помощью перемычек н встроенных переключа-елей (Риарга-Бьле Расйаае лшугсЬ вЂ” Р)Р-зайсй). Кроме того, перемычки могут иснользоваться длл установки других рабочих параметров, например используемого по умолчанию имени дисковода или типа сигналов ввода/взявода. Если один или более Рззьемов между платами со шлейфовым соединением свободны, они должны быть ззмкнутгл накоротко с помогиью перемычек.
о зависимости от типа применяемой операционной системы установленные уступйсгла и некоторые рабочие параметры должны быть описаны программно в каком'"бп систсмном файле или файле начальной загрузки. Настройка системы состоит шн ' нескольких этапов, которые можно успешно выполнить только после того, как пп лРеделены точные функциональные требования каждого устройства. Еше одним ззжн жяым моментом является подключение оконечных цепей с обеих сторон шины я наг ""РУзочных резисторов со стороны открытого коллектора для линии "распреде'пак ого Ид И" Нзк конец, перед тем как вставить все платы в кожух, необходимо проверить, что: моигность источника питания соответствует суммарной потребности всех плат; — вент итиля ция обеспечивает отвод выделяемого тепла; -зк ан кранирование и изоляция выполнены правильно.
Зги ек Рекомендации являются очень обшими и не связаны с каким-либо опреде'Квмм ти типом шины, За всеми техническими деталями необходимо обращаться лекуме умеитации и следовать соответствузошим указаниям. Необходимо помнить тесном и взаимодействии между аппаратной частью (шина) и программным обесечение ем (операпионная система и прикладные программы). Если функпиональ'е за адачи (что должна делать система) ясизп то привести в соответствие пара- етР,„ ы и шшршьиопиои системьп ирише С друго пзРенные процедуры самоконфигурации "е могут компенсировать плохое плаРезание. ззг Глава 8. Систем емние 8.3.
Шина ЧМЕЬО3 (Ай81/Ч!ТА 1-1994) 8.3.1. Общие характеристики Лббревиатура яМЕ означает ЪЕЮЛ Моби!еЕнгосаЫ Соответственно УЕ это название оолее раннеи версии шины, разработанной компанией "Мог нно, отоРола", процессора серии 68000, а платы Енгосагд — это стандарт формат дел 8.2,2).
Шина Ъ'МЕЬцз была разработана группой компаний во главе с «14 ве с '14еяв лой"; в настоящее время эта разраоотка определена как стандарт Л)ч81/у)ТЛ (ранее этот тип шины нормировался как 1ЕЕЕ 1014). Шина ЧМЕЬцз облил Л 1.1®',.
лапает ря „, свойств, которые позволяют характеризовать ее кзк мощное и гибкое сре с Редствозь промышленного применения. Основные параметры шины перечислены ниже. Разрядность адреса — 16/24/32/40/64 бит. ' Разрядность слова данных — 8/16/32/64 бит. Скорость передачи данных: техническая — 80 Мбайт/с, эффективная — и 70 Мбайт/с.
Семь уровней прерывания, шлейфовое подключение. Поддержка мультипроцессорных систем, четыре уровня приоритета доспи к шине. Блочная передача данных, максимальная длина блока 2048 байт. Рис. 8Д6. Структура шины Ъ'МЕЬия , наобз" Шина У'МЕЬнз поставляется с разъемами одинарной и двойной высоты в 1~ 41 линитсльной плате соответственно с одним нли двумя разъемами типа П)~ жвв" (в стандарте на у'МЕЬвз они называются )1 н,)2). Одинарный формат подпер зо - - ес разрядность слова 32 бита и 40-битовую алресацню, т. е 2 о байт = 1 Тбайт авр слво мого пространства.
Формат лвойной высоты поддерживает разрядность 6 ))лвн 64 бита н 64-битовую адресацию — 16. 10 Тбайт адресуемого пространства , уМ ЕЬоз (АНЯ ЯЛТА 1-1994) 333 , я)вяа ой н двойной высоты могут применяться в одной и той же системе, а передача ,вв ожет избирательно производиться словами разрядности 8, 16, 32 н 64 бита „вузов ;У яме иоттого,ккакой !атепро сход тобращение ., язям' " всяк уМЕЬпз имеет максимальную длину 500 мм, что позволяет с учетом макси- П)вна допустимого запаздывания при распространении сигнала по шине и ширины инвдо танавливать до 21 платы.
Для шины у'МЕЬпз принципиально важно, что „,уста ' ', тановлецная в первом слоге, должна выполнять некоторые общесистемные 'хпз,ъс „н например арбитраж в мультипроцессорной среде. Шина Ъ'МЕЬцз состоит зявяввн ех подсистем (шин) — для данных, арбитража, прерываний и слухяеоных ,,яетыР '„„„„вв (рис. 8.16). 82, Передача данных 0верации чтение/записи выполняются асинхронно и без мультиплексирования. )ярыелено пять диапазонов адресов — короткий (16 бит), стандартный (24 оит), хязиренный (32 бит), Л40 (40 бит) и Л64 (64 бит), Шина поддерживает слова дан- ия хявной 8, 16, 24, 32 и 64 бнт; длила слова является динамической, что означает, евна может произвольно изменяться.
Передача данных в системе Ъ'МЕЬцз ориентирована на поддержку многопроцес- з1юй среды. Эта шина включает шесть линий модификации адреса (от ЛМО дс 11)з), которые выполнены параллельно адресной шине. Шива использует зги линии, мои указать, происходит ли передача данных в супервизорном (привилегнрован- гж) илн непривилегированном режиме, относится ли адрес к данным или к програм- жзтзкже разрядность адреса. Этн указания могут быть использованы операционной хявмой и прикладными программами как дополнительное средство защиты, напри- яязяяя предотвращения несанкционированного доступа к данным на шине.
Некото- '"яхеканлы модификации адреса зарезервированы для пользователя. П)"на Ъ'МЕЬнз поддерживает режим передачи данных блоками размерностью до Гз1 и ввклов (блочная или пакетная передача), При блочной передаче ведущее и ведо- вв ст Устройства автоматически увеличивают адреса и передают новое слово данных; ВЯЕВ1Е взенный на шину адрес не изменяется в течение всей операции. Блочная передача екокет ' яяет быть прервана. Любое устройство, претендующее на управление шиной, дол- 'яв ждат дать окончания блочной операции.
В одной из модификаций блочной передачи з)ясные л зе линии используются для увеличения разрядности слова данных до 64 бит. йа шнн ЯГХ), щ~ ~ нне УМЕЬнз определен цикл геая)-шо<ИУ-яуг11е (чтсние-модификация-ва- , ляя того чтобы прелотвратнть перезапись данных другим устройством. 11нкл ' чпоя)1Еу1~У-ягг)1е аналогичен инструкции вез1 апд зе1, которая предотвращает из- ""ение данных, данных, использующихся несколькимн программами в многозадачной сре- '".(Разлел 10 3, 0.3,2). В цикле геаг)-шояй(у-зят11е операции чтения н записи, выполняе- У 1 м устРойством, производятся непосредственно друг за другом, н никакое .
~~лущим ст тоеус ройство не "Р йство не имеет доступа к данным до завершения обработки. ~3, гй Риоритеты прерываний Щ МЕЬця поддерживает семь линий запроса прерывания. Каждая линия— нна Ъ'М: а Распределенного ИЛИ" н, следовательно, может использоваться несколькими йзйс. ствами параллельно. Прерывания имеют Рвань'е уРовни приоритета. Прото- 335 334 Г аВСм„ "'т" име ии стан ,орты Шим , .мео кол шины Ъ'МЕЪця не определяет, как должно обслуживаться прерь миан,, ством, которому оно предназначено. у тря; Прерывания могут обслуживаться обработчиком, который необяз быть ведущим устройством в момент обращения.