К. Хамахер, З. Вранешич, С. Заки - Организация ЭВМ - 5-е издание (2003) (1114649), страница 70
Текст из файла (страница 70)
Это означает, что сигнал активен, то есть линия данных равна 1, когда она находится в низковольтном состоянии. Шина не имеет адреснъпс линий. Для идентификации контроллеров в процессе выбора или повторного выбора и в ходе арбитража применяются линии данных. Узкая шина позволяет использовать до 8 контроллеров, нумеруемых цифрами от О до 7, каждому из которых соответствует линия данных с тем же номером. К широкой шине можно подключить до 16 контроллеров. Для того чтобы поместить на шину свой здрес или адрес другого контроллера, контроллер активизирует соответствующую линию данных.
Таким образом, на шине может одновременно присутствовать несколько адресов, как в описанном ниже процессе арбитража. После установления соединения между двумя контроллерами адресация больше не требуется, поэтому линии данных используются для пересылки данных. 302 Глава 4. Ввод-вывод В процессе обмена данными по шине 5С51 можно выделить несколько фаз, главными из которых являются: арбитраж, выбор и пересылка информации, повторный ее выбор. Давайте рассмотрим каждую из указанных фаз подробнее. Арбитраж Шина свободна, когда сигнал -В5У находится в неактивном (высоковольтном) состоянии. В это время запрос на ее использование может прислать любой контроллер. А поскольку такой запрос могут одновременно сгенерировать несколько контроллеров, необходима арбитражная схема. Для того чтобы запросить управление шиной, контроллер активизирует сигнал — В5У и идентифицирует себя, активизируя соответствующую линию данных.
Для шины 5С51 используется простая схема распределенного арбитража, иллюстрируемая рис. 4.42, ко~да контроллеры 2 и 6 запрашивают управление шиной одновременно. Каждому подключенному к шине контроллеру в соответствии с его номером назначается фиксированный приоритет. Наивысший приоритет имеет контроллер 7. Когда активизируется сигнал — В5У, каждый контроллер, запросивший управление шиной, анализирует линии данных и определяет, запросил ли управление шиной контроллер с более высоким приоритетом.
Если нет, контроллер 7 считает, что он имеет наивысший приоритет среди претендентов, а значит, он и выиграл арбитраж. Остальные контроллеры отсоединяются от шины и ждут снятия сигнала — В5У. В схеме представленной на рис. 4.42, предполагается, что контроллер 6 является инициатором, желающим установить соединение с контроллером 5. Выиграв арбитраж у устройства 2, контроллер 6 переходит к фазе выбора и идентифицирует целевой контроллер. Целевые устройства анализируют номер устройства на шине ПВ2 ВВ5 ПВ6 Шина свободна Арбитраж Выбор Рио. 4.42.
Арбитраж и выбор на шине ВСЯ! 4.7. Стандартные интерфейсы ввода-вывода 303 Выбор Выиграв арбитраж„контролер 6 сохраняет активными сигналы -ВВУ и — ПВ6 (свой адрес). Для того чтобы сообщить, что он хочет выбрать для соединения контроллер 5, он поочередно активизирует линии -5ЕЕ и -ПВ5. Как только активизируется сигнал -5Е1., все остальные контроллеры, участвовавшие в арбитраже (подобно контроллеру 2 на рис.
4.42), снимают с линий данных свои адреса (если они этого еще не сделали). Поместив на шину адрес целевого контроллера, инициатор освобождает линию — ВВУ. Выбранный целевой контроллер отвечает активизацией линии — ВЕУ. Тем самым он сообщает инициатору, что запрошенное соединение установлено и что можно удалять с шины адрес целевого контроллера. На этом процесс выбора завершается, а целевой контроллер (контроллер 5) сохраняет линию -ВВУ активной. С этого момента шиной управляет целевой контроллер, что необходимо для фазы пересылки информации.
Передача данных Информация, пересылаемая между двумя контроллерами, может состоять из команд, направляемых инициатором целевому контроллеру, информации о состоянии, направляемой целевым контроллером инициатору, и данных, пересылаемых между устройством ввода-вывода и инициатором в одном из двух направлений. Для управления пересылкой информации предназначены сигналы квитирования. Процесс квитирования аналогичен описанному в разделе 4.5.2, но в данном случае роль хозяина шины выполняет целевой контроллер. Сигналы — КЕО и -АСК соответствуют сигналам Макает-геабу и Яаче-гезу на рис. 4.26 и 4.27. Для выполнения операции ввода (пересылки данных от целевого контроллера к инициатору) целевой контроллер активизирует сигнал — 1/О на все время этой операции.
Кроме того, он может активизировать сигнал — С/П, указывающий, что пересылаются не данные, а команда или информация о состоянии. В высокоскоростных версиях шины 5С51 используется технология, называемая тактированием двумя фронтами или двойным переходом (ПоиЫе тгапзй1оп, ПТ). На рис. 4.26 и 4.27 для выполнения каждой операции пересылки данных необходимо, чтобы для каждого сигнала квитирования был выполнен переход от высокого уровня сигнала к низкому, а затем переход от низкого к высокому уровню.
Тактирование двумя фронтами означает, что данные пересылаются и на переднем, и на заднем фронте сигнала, в результате чего скорость пересылки удваивается. В конце фазы пересылки целевой контроллер снимает сигнал -ВЯУ и тем самым освобождает шину для использования другими устройствами. Позднее, когда будут готовы новые данные, он может возобновить соединение с инициатором. Для этого используется описанная ниже операция повторного выбора. Повторный выбор Когда логическое соединение временно разорвано и целевой контроллер готов его восстановить, он сначала должен снова получить управление шиной. Для этого он начинает цикл арбитража и, выиграв таковой, выбирает инициирующий контроллер — точно так же, как в свое время инициирующий контролер выбрал 304 Глава 4.
Ввод-вывод его. Только теперь сигнал — ВЯУ, сообщающий о возобновлении соединения, активизирует инициатор. Прежде чем начать пересылку данных, инициатор должен передать управление шиной целевому контроллеру. Для этого после выбора инициатора целевой контроллер, в свою очередь, активизирует сигнал -В8У. Тем временем инициатор выдерживает небольшую паузу, чтобы целевой контроллер успел активизировать сигнал — В5У, а затем снимает этот сигнал. В результате соединение возобновлено и целевой контроллер управляет шиной, что необходимо для выполнения пересылки данных. Описанная выше сигнальная схема шины определяет механизм установки логического соединения между контроллерами и обмена сообщениями.
В любой момент соединение может быть временно прервано и снова восстановлено. Структура и содержимое различных типов пакетов, которыми контроллеры обмениваются в разных ситуациях, определяются стандартом ЯСЯ. Инициатор использует эти пакеты для отправки целевому контроллеру полученных от процессора команд. В ответ целевой контроллер присылает ему информацию о состоянии и выполняет операции пересылки данных. Такие операции управляются целевым контроллером, поскольку только он знает, когда будут готовы данные, а следовательно, когда необходимо временно разорвать и снова восстановить соединение.
Дополнительную информацию о шине 5СЯ1 и различных 5С51-устройствах вы найдете на и еЬ-узле комитета по стандартизации, расположенному по адресу чччтч.апзйогй. 4.7.З. Шина ОЗВ Объединение компьютеров и коммуникационных технологий привело к настоящей информационной революции. Современные компьютерные системы включают множество устройств, таких как клавиатуры, микрофоны, цифровые видеокамеры, динамики, дисплеи. И почти все они имеют проводное или беспроводное соединение с Интернетом. Одним из важнейших требований к таким системам является наличие простого и недорогого механизма подключения к компьютеру внешних устройств.
Одной из последних разработок в этой области стала универсальная последовательная шина — 1)п(чегза1 5епа1 Впз (П5В). БЯВ является промышленным стандартом, разработанным объединенными усилиями ряда компьютерных и коммерческих компаний, к числу которых относятся Сошрац, Неп1ей-Раскагс1, 1пге1, 1.псеШ, М1сгозо(г, Хогге! Жегк"огкз, Р1п11рз. (ЛВ поддерживает два режима функционирования, получивших названия низкоскоростной (1,5 Мбит/с) и полноскоростной (12 Мбит/с). В последней версии этой спецификации, ()8В 2.0, введен третий режим, названный высокоскоростным (480 Мбит/с).
Шина П5В быстро завоевывает популярность на рынке н с появлением высокоскоростного режима может стать основным средством взаимодействия большинства компьютерных устройств. Разработчики ()ЯВ ставили перед собой следующие задачи: + создать простую, дешевую и удобную систему соединения, позволяющую преодолевать сложности, возникающие из-за ограниченного числа имеющихся в компьютерах портов ввода-вывода; л.7.
Стандартные интерфейсы ввода-вывода 305 + учесть широкий диапазон параметров пересылаемых данных, присущих различным устройствам ввода-вывода, в том числе модемам; + облегчить для пользователей процесс подключения устройств за счет поддержки режима р!пй-апо-р!ау. Далее перечисленные задачи будут рассмотрены более подробно, а затем мы перейдем к обсуждению технических аспектов технологии ПЯВ. Ограниченное количество портов Параллельный и последовательный порты, о которых рассказывалось в разделе 4.6, имеют универсальные разъемы, через которые к компьютеру можно подключать самые разнообразные низко- и среднескоростные устройства.
Однако по практическим соображениям типичный компьютер имеет всего несколько таких портов. Для добавления нового порта пользователь должен открыть корпус компьютера, чтобы получить доступ к внутренней шине расширения н вставить в ее разъем новую интерфейсную плату. Кроме того, пользователь должен знать, как настроить новое устройство и его программное обеспечение.
Шина ()ЯВ обеспечивает возможность подключения к компьютеру большего количества устройств в любой момент и без необходимости открывать его корпус. Характеристики устройств Типы устройств, которые можно подключать к компьютеру, довольно разнообразны. Скорость, объемы и временные характеристики процесса обмена данными с такими устройствами тоже бывают очень разными. Например, клавиатура генерирует один символ каждый раз, когда нажимается какая-либо клавиша, а это может произойти в любой момент.
При этом данные немедленно должны быль переданы в компьютер. Поскольку событие нажатия клавиши не синхронизировано ни с одним другим событием в компьютерной системе, генерируемые клавиатурой данные называются асинхронными. Более того, скорость, с которой они генерируются, очень мала. Она ограничена скоростью работы оператора, который может вводить около 100 байт (символов) в секунду, что составляет менее 1000 бит в секунду. Существует множество других устройств, которые генерируют данные такого типа. К их числу относятся мыши и игровые манипуляторы. Рассмотрим другой источник данных.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
