К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 68
Текст из файла (страница 68)
Последний необходим для поддержки пакетной пересылки данных. Таблица 4.3. Сигналы переоыпкн данных по шине РС! Описание С1.К ЕКАМЕ№ Тактовый сигнал с частотой 33 или 66 МГц Активизируется инициатором с целью определения длительности транзакции Представляет 32 линии для пересылки адресов и данных (количество линий при необходимости может быть увеличено до 64) Представляет 4 линии лля команды считывания (Сопнпапб) н массив, указывающий, какие байты подлежат считыванию (Вуге епаЫе) Сигналы готовности инициатора и целевого устройства Ответ устройства, указывающий, что оно распозиало свой адрес и готово к операции пересылки данных Сигнал выбора инициапизируемого устройства А?) С/ВЕ№ 1К?)У№, ТК?)У№ ?)ЕЪ'БЕ?.№ 1?)БЕ?.№ Давайте проанализируем операцию, в ходе которой процессор считывает из памяти 32-разрядное слово.
Ее инициатором является процессор, а целевым устройством — память. Полная операция пересылки данных по шине, включающая пересылку адреса и пакета данных, называется транзакцией. Пересылка отдельного слова в ходе транзакции называется фазой. Последовательность событий шины показана на рис. 4.40. Тактовый сигнал используется для координирования различных фаз транзакции. Все изменения сигналов инициируются передним фронтом тактового сигнала. Как и на рис. 4.25, из-за задержек изменения сигналов следуют через некоторое время после тактовых импульсов. ? ?а такте 1 процессор помещает на шину сигнал РКАМЕ№, сообщая тем самым о начале транзакции.
Одновременно он помещает адрес на линии А?) и команду на линии С,~ВЕ№. В данном случае команда указывает, что запрошена операция чтения н что в ней используется адресное пространство памяти. Такт 2 предназначен для переключения линий шины А?). Процессор удаляет с них адрес и отключает свои выходные повторители. Выбранное целевое устройство, напротив, включает свои повторители на линиях А?) и в течение такта 3 помещает на эти линии запрошенные данные.
Затем оно активизирует сигнал ?)Е ч- ЯЕ?.№ и поддерживает его в активном состоянии до конца транзакции. 4.7. Стандартные интерфейсы ввода-вывода 295 7 5 ! 6 1 2 С1.К Егере№ АР С/ВЕ№ 1КРХ№ ТКРУ№ РЕЗВЕЕ№ Рис. 4.40. Операция чтения на шине РС! Линии С/ВЕ№, использовавшиеся для пересылки команды на такте 1, в оставшейся части транзакции применяются для другой цели.
Каждая из них связана с одним байтом данных на линиях АР. Инициатор активизирует одну или несколько линий С/ВЕ№, для того чтобы указать, какие из линий А17 должны использоваться для пересылки данных. Если целевое устройство способно одновременно пересылать 32 бита данных, все четыре линии С/ВЕ№ устанавливаются в 1. В течение такта 3 инициатор активизирует сигнал 1КВУ№, с тем чтобы сообщить о своей готовности к получению данных. Если целевое устройство к этому моменту уже готово к отправке данных, оно устанавливает сигнал ТК1УУ№ и помешает на шину слово данных. В конце такта инициатор загружает данные в свой входной буфер.
На тактах 4 — 6 целевое устройство отсылает инициатору еще три слова данных. С помощью сигнала ЕКАМЕ№ инициатор указывает длину пакета данных. Во время передачи предпоследнего слова он снимает этот сигнал, отмечая окончание пакета. В нашем примере инициатор хочет прочитать четыре слова. Поэтому он снимает сигнал ЕКАМЕ№ на такте 5, во время которого получает третье слово данных. После отправки четвертого слова на такте Б целевое устройство отсоеднняет свои повторители от линий АП и в начале такта 7 снимает сигнал ПЕЪ'БЕЕ№.
На рис. 4.41 приведен более обобщенный пример транзакции ввода данных. Он показьтает, как с помощью сигналов 1К11 г № и ТК11У№ инициатор и целевое 296 Глава 4. Ввод-вывод устройство делают паузы в середине транзакции. Целевое устройство отсылает третье слово на такте 5.
Предположим, что в этот момент инициатор не готов к его получению. Тогда он снимает сигнал 1КРУ№, а целевое устройство сохраняет третье слово на линях АР до тех пор, пока сигнал 1КРУ№ не появится снова. На такте 6 инициатор активизирует сигнал 1КРУ№ и в конце этого такта загружает данные в свой входной буфер. Допустим, что теперь целевое устройство не готово к немедленной отправке четвертого слова данных. В начала такта 7 оно снимает сигнал ТКРУ№, а на такте 8 помещает четвертое слово на линии АР и активизирует сигнал ТКРУ№.
Поскольку на третьем слове данных сигнал гКАМЕ№ снимается, после пересылки четвертого слова данных транзакция завершается. б ( 7 8 ! 9 С?.К угад№ АР С/ВЕ№ 1ИЭУ№ ТКНУ№ РЕУЯЕ1.№ Рис. 4.41. Роль сигналов !НО'т'№ и ТНО'т'№ в операции чтения Конфигурирование устройства Когда устройство ввода-вывода подключено к компьютеру, для настройки этого устройства и взаимодействующего с ним программного обеспечения выполняется несколько действий.
Например, на типичной интерфейсной плате устройства для шины ?БА имеется множество перемычек или переключателей, устанавливаемых пользователем для выбора определенных опций. Если устройство подключено к компьютеру, программному обеспечению нужно знать его адрес. Кроме того, ему может понадобиться информация о различных характеристиках устройства, таких как скорость работы канала связи, использование битов четности и т. д. 4.7. Стандартные интерфейсы ввода-вывода 297 Стандарт РС1 упрощает этот процесс путем включения в интерфейс каждого устройства ввода-вывода конфигурационной КОМ-памяти небольшого объема, предназначенной для хранения информации об устройстве. При включении или перезапуске компьютера программное обеспечение, выполняющее инициализацию шины РС1, считывает содержимое этой памяти на основании полученных данных определяет тип каждого устройства (принтер, клавиатура, сетевая плата, дисковый контроллер и т.
д.) и, если нужно, узнает опции и характеристики устройства. В результате процесса инициализации устройствам назначаются адреса. Это означает, что в ходе операции конфигурирования шины доступ к устройствам по их адресам не возможен, поскольку таковые им пока еще не назначены. Поэтому для доступа к адресному пространству конфигурации применяется другой механизм. У каждого устройства имеется входной сигнал, называемый 10БЕЕ№ (1шь1аЪаг1оп Оетчсе Бе1есг — выбор инициализируемого устройства). В ходе операции конфигурирования выбор устройства выполняется с помощью этого сигнала, а не с помощью адреса, поданного на А0-входы устройства.
На материнской плате в каждом разъеме, к которому подключается интерфейс устройства ввода-вывода, имеется контакт 105 ЕЕ№, соединенный с одной из 21 старших адресных линий, от А011 до А031. Выбор устройства для конфигурирования выполняется путем подачи на шину конфигурационной команды и адреса, в котором соответствующая линия А0 установлена в 1, а оставшиеся 20 линий — в О. Младшие адресные линии, от А010 до А000, используются для задания типа операции и для доступа к содержимому конфигурационной КОМ устройства. Такая организация шины РС1 позволяет подключить к ней не более 21 устройства ввода-вывода. Конфигурационное программное обеспечение сканирует 21 область конфигурационного адресного пространства, чтобы узнать, какие устройства подключены к компьютеру.
Каждое устройство может запросить адрес в пространстве ввода-вывода или в пространстве основной памяти. Назначенный устройству адрес записывается в один из его регистров. Кроме того, конфигурационное программное обеспечение устанавливает такие параметры, как приоритет прерываний устройства Шина РС1 включает четыре линии запроса прерывания. Записывая данные в регистр конфигурации устройства, программное обеспечение информирует устройство о том, какие из этих линий оно может использовать для запроса прерывания.
Если устройству необходима инициализация, предназначенный для этой цели код хранится в специальной КОМ его интерфейса. (Это не та КОМ, которая используется в процессе конфигурирования.) Программное обеспечение РС1 считывает данный код и выполняет его для инициализации устройства.
Описанная процедура освобождает пользователя от участия в конфигурационном процессе. Теперь ему необходимо лишь вставить интерфейсную плату в разьем и включить питание. Все остальное делает программное обеспечение, по окончании работы которого устройство готово к использованию. Шина РС1 завоевала огромную популярность в мире персональных компьютеров РС. Используется она и в компьютерах других типов, в том числе в Япп, поскольку для нее имеется множество устройств ввода-вывода. В некоторых процессорах, и в частности в Сошрап А1рЬа, даже имеется встроенный мост РС1 — процессор, еще более упрощающий создание компьютерных систем. 298 Глава 4. Ввод-вывод Электрические характеристики Шина РС1 предназначена для работы под напряжением питания 5 или 3,3 В.
Материнская плата поддерживает любую систему сигналов. Соединительные разъемы и платы расширения изготавливаются таким образом, чтобы их можно было подключать только к совместимым материнским платам. 4.1.2. Шина ЗСЗ! Как уже было отмечено, 5С51 — это аббревиатура от 5шаИ Сотрцгег Бузгешз 1лгег(асе, что в переводе с английского означает интерфейс малых компьютерных систем. Так называется стандарт, определенный Национальным институтом стандартизации США (Ап1ег1сап Наг1ола1 Ягапоагоз 1пзг1гпге, АХ5!) под номером Х3.131. Согласно основной спецификации этого стандарта, такие устройства, как диски, должны соединяться с компьютером при помощи 50-проводного кабеля длиной до 25 м, по которому данные могут передаваться со скоростью до 5 Мбайт/с, Стандарт 5СЯ1 претерпел много изменений, и все это время определяемая ям скорость передачи данных постоянно увеличивалась, почти удваиваясь каждые два года.
К настоящему времени определены стандарты ЗС51-2 и 5С51-3, каждый из которых имеет несколько опций. Шина ЯС51 может иметь восемь линий данных — в этом случае она называется узкой (паттон 5СЯ1) и передает данные по одному байту за раз. Широкая шина 5С51 (ч Ые 5С51) состоит из 16 линий данных и передает информацию по 16 бит за раз. Существует несколько вариантов электрических сигнальных схем. Передача данных по шине 5С51 может выполняться в асимметричном режиме (51п81е-Епс1ес1 5С51, 5Е), когда для каждого сигнала используется свой проводник с общим замыканием через «землю» для всех сигналов. В качестве альтернативы для каждого сигнала может предназначаться отдельный обратный провод.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
