Э. Таненбаум - Архитектура компьютера (1127755), страница 60
Текст из файла (страница 60)
Если арбитр установил сигнал СЫТ№, то устройство может использовать шину в следующем цикле. Алгоритм, которым руководствуется арбитр, не зависит от технических характеристик шины РС1. Допустимы арбитраж по кругу, арбитраж по приоритету, другие схемы арбитража. Хороший арбитр должен быть справедлив, чтобы не заставлять отдельные устройства ждать целую вечность. Шина предоставляется для одной транзакции, хотя продолжительность этой транзакции теоретически произвольна. Если устройству нужно совершить вторую транзакцию и ни одно другое устройство не запрашивает шину, оно может занять шину снова, хотя обычно между транзакциями требуется вставлять пустой цикл.
Однако при особых обстоятельствах (при отсутствии конкуренции на доступ к шине) устройство может совершать последовательные транзакции без пустых циклов между ними. Если задающее устройство выполняет очень длительную передачу, а какое-нибудь другое устройство выдало запрос на доступ к шине, арбитр может сбросить сигнал на линии СМТ№. Предполагается, что задающее устройство следит за линией С1чТ№. Если сигнал сбрасывается, устройство должно освободить шину в следующем цикле.
Такая система позволяет осуществлять очень длинные передачи (что весьма рационально) при отсутствии конкуренции на доступ к шине, однако при этом она быстро реагирует на запросы шины, поступающие от других устройств. Примеры шин 239 Таблица 3.5. Обязательные сигналы шины РС! Сигнал Количество Задающее Подчиненное Комментарий линий устройство устройство Тактовый генератор (33 МГц или 66 МГц) АО 32 Да Объединенные адресные и информационные линии Бит четности для адреса ипи данных РАВ Во-первых, команда шине, во-вто- рых, битовый массив, который показывает, какие байты из слова нужно считать (или записать) С/ВЕ№ 4 Да РВАМ Е№ 1 Указывает, что установлены сигналы АО и С/ВЕ При чтении означает, что задаю- щее устройство готово принять данные; при записи — что данные находятся в шине !ВОТ№ 1 1ОЗЕь 1 ОЕУЗЕь№ 1 Считывание конфигурационного пространства Подчиненное устройство распоз- нало свой адрес и ждет сигнала Да ТВОУ№ 1 Да При чтении означает, что данные находятся на линиях АО; при записи — что подчиненное устройство готово принять данные Подчиненное устройство требует немедленно прервать текущую транзакцию ВТОР№ 1 Обнаружена ошибка четности данных РЕВВ№ 1 ЗЕВ В№ 1 Обнаружена ошибка четности адреса или системная ошибка Арбитраж шины — запрос на доступ к шине ВЕС№ Арбитраж шины— предоставление шины СЫТ№ ВЗТ№ Перезагрузка системы и всех устройств Сигналы шины РС! Шина РС! поддерживает ряд обязательных Гтабл.
3.5) и ряд факультативных сигналов (табл. 3.6). Оставшиеся выводы используются для питания, земли и разнообразных сопутствующих сигналов. В столбцах «Задающее устройство> и «Подчиненное устройство» указывается, какое из устройств устанавливает сигнал при обычной транзакции. Если сигнал устанавливается другим устройством (например, СьК), оба столбца остаются пустыми. 240 Глава 3. Цифровой логический уровень Таблица 3.6. Факультативные сигналы шины РС) Сигнал Количество Задающее Подчиненное Комментарий линий устройство устройство НЕО64№ 1 Запрос на осуществление 64-разрядной транзакции Да Разрешение 64-разрядной транзакции АСК64№ 1 Да А0 32 РАН 64 1 С(В Е№ 4 Дополнительные 32 бита адреса или данных Да Проверка четности для дополни- тельных 32 бит адреса или данных Да Да Дополнительные 4 бита для указания, какие байты иэ слова нужно считать (или записать) (.ОС К 1 В многопроцессорных системах блокировка шины при осуществ- лении транзакции одним иэ процессоров ВВО№ 1 В многопроцессорных системах обращение к кзш-памяти другого процессора 800ЫЕ 1 В многопроцессорных системах сигнал о завершении слежения !Ытх 4 чТАВ 5 Запрос прерывания Сигналы тестирования )ЕЕЕ 1149.! чТАВ М66ЕЫ 1 Сигнал связывается с источником питания или с землей (бб МГц или Зз МГц) Теперь давайте рассмотрим каждый сигнал шины РС1 отдельно.
Начнем с обязательных (32-разрядных) сигналов, а затем перейдем к факультативным (64-разрядным). Сигнал СЕК запускает шину. Большинство сигналов совпадают с ним во времени. В отличие от шины 1БА, в шине РС1 транзакция начинается на спаде сигнала С1.К, то есть не в начале цикла, а в середине. Сигналы А1) (их 32) нужны для адресов и данных (для передач по 32 бита).
Обычно адрес устанавливается во время первого цикла, а данные — во время третьего. Сигнал РАК вЂ” зто бит четности для сигнала АП. Сигнал С/ВЕ№ выполняет две функции. Во время первого цикла он содержит команду (считать одно слово, считать блок и т. п.). Во время второго цикла он содержит массив размером 4 бита, который показывает, какие байты 32-разрядного слова действительны. Использовав сигнал С/ВЕ№, можно считать 1, 2 или 3 байта из слова, а также все слово целиком. Сигнал РКАМЕ№ устанавливается задающим устройством, чтобы начать транзакцию. Этот сигнал сообщает подчиненному устройству, что адрес и команды в данный момент действительны.
При чтении одновременно с сигналом ГУАМЕ№ устанавливается сигнал 1К1)У№. Он сообщает, что задающее устройст- Примеры шин 241 во готово принять данные. При записи сигнал 1КОУ№ устанавливается позже, когда данные уже переданы в шину. Сигнал 1ОЗЕЕ связан с тем, что у каждого устройства РС1 должно быть конфигурационное пространство на 256 байт, которое другие устройства могут считывать (установив сигнал 1ОБЕ1.). Это конфигурационное пространство содержит характеристики устройства. В некоторых операционных системах механизм автоматического конфигурирования (Р1пя апс1 Р1ау, РпР) использует это пространство, чтобы выяснить, какие устройства подключены к шине.
А теперь рассмотрим сигналы, которые устанавливаются подчиненным устройством. Сигнал ОЕУБЕ1.№ означает, что подчиненное устройство распознало свой адрес на линиях АО и готово участвовать в транзакции. Если сигнал 1)ЕЖОВЕ).№ не поступает в течение определенного промежутка времени, задающее устройство предполагает, что подчиненное устройство, к которому направлено обращение, либо отсутствует, либо неисправно. Следующий сигнал — ТКОУ№. Его подчиненное устройство устанавливает при чтении, чтобы сообщить, что данные находятся на линиях А1Э, и при записи, чтобы сообщить, что оно готово принять данные.
Следующие три сигнала требуются для передачи сообщений об ошибках. Один из них, сигнал БТОР№, устанавливается подчиненным устройством, если произошла какая-нибудь неполадка и нужно прервать текущую транзакцию. Следующий сигнал, РЕКК№, используется для сообщения об ошибке четности в данных на предыдущем цикле. Для чтения этот сигнал устанавливается задающим устройством, для записи — подчиненным устройством.
Необходимые действия должно предпринимать устройство, получившее этот сигнал. Наконец, сигнал МЕКК№ служит для сообщения об адресных и системных ошибках. Сигналы КЕЯ№ и СИТ№ предназначены для арбитража шины. Они устанавливаются не тем устройством, которое является задающим в данный момент, а тем, которому нужно стать задающим. Последний обязательный сигнал, КБТ№, применяется для перезагрузки системы, которая происходит, либо если пользователь нажимает кнопку КЕВЕТ, либо если какое-нибудь системное устройство обнаруживает фатальную ошибку.
После установки этого сигнала компьютер перезагружается. Перейдем к факультативным сигналам, большинство из которых связано с расширением разрядности с 32 до 64 бит. Сигналы КЕЯ64№ и АСК 64№ позволяют задающему устройству попросить разрешение осуществить 64-разрядную транзакцию, а подчиненному устройству принять эту транзакцию. Сигналы АО, РАК64 и С/ВЕ№ являются расширениями соответствующих 32-разрядных сигналов. Следующие три сигнала не связаны с переходом с 32 на 64 бита.
Они используются в многопроцессорных системах. Не все платы РС1 поддерживают такие системы, поэтому эти сигналы являются факультативными. Сигнал 1.0СК позволяет блокировать шину для параллельных транзакций. Следующие два сигнала связаны с фазой слежения, позволяющей сохранить согласованность кэшей разных процессоров.
Сигналы 1ХТх нужны для запроса прерываний. Плата РС1 может содержать до четырех логических устройств, каждое из которых имеет собственную линию 242 Глава 3. Цифровой логический уровень запроса прерываний. Сигналы 1ТАС предназначены для процедуры тестирования 1ЕЕЕ 1149.1 1 ТАС.
Наконец, сигнал М66Ей1 связывается либо с источником питания, либо с землей, что определяет тактовую частоту. Она не должна меняться во время работы системы. Транзакции на шине РС! Шина РС1 в действительности очень проста. Чтобы лучше понять это, рассмотрим временную диаграмму на рис. 3.52. Здесь мы видим транзакцию чтения, за ней следуют пустой цикл и транзакция записи, которая осуществляется тем же задающим устройством. Цикл шины с! 1н Рис.
ЗЛ2. Примеры 32-разрядных транзакций на шине РСЬ Во время первых трех циклов происходит операция чтения, затем идет пустой цикл, а следующие три цикла— операция записи Во время цикла Т, на спаде синхронизирующего сигнала задающее устройство помещает адрес на линии АО и команду на линии С/ВЕФ. Затем задающее устройство устанавливает сигнал ЕКАМЕл, чтобы начать транзакцию. Во время цикла Т, задающее устройство переключает шину, чтобы подчиненное устройство могло воспользоваться ею во время цикла Ть Задающее устройство также изменяет сигнал С/ВЕФ, чтобы указать, какие байты в слове ему нужно считать. Во время цикла Тз подчиненное устройство устанавливает сигнал ОЕ тгЯЕйФ. Этот сигнал сообщает задающему устройству, что подчиненное устройство полу- Примеры шин 243 чило адрес и собирается ответить.
Подчиненное устройство также помещает данные на линии АР и выдает сигнал ТВ1)У№; который сообщает задающему устройству о данном действии. Если подчиненное устройство не может ответить быстро, оно не снимает сигнал Е)ЕУБЕ) №, извещающий о присутствии этого устройства, но при этом не устанавливает сигнал ТЯПУ№ до тех пор, пока не сможет передать данные. При такой процедуре вводится один или несколько периодов ожидания.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
