Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kiến trúc máy tính và hệ điều hành bài 10 giới thiệu nội dung về Hệ thống Bus: cấu trúc liên nối, liên kết bus, hoạt động của bus, các đặc trưng, phương pháp phân xử bus, dạn truyền dữ liệu. Mời các bạn tham khảo.
.c om cu u du o ng th an co ng HỆ THỐNG BUS CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Cấu trúc liên nối cu u du o ng th an co ng Tập hợp đường dẫn kết nối module khác gọi cấu trúc liên nối Việc thiết kế cấu trúc phụ thuộc vào nhu cầu trao đổi module CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om an Inst/Data th Memory cu u Read address Data CPU Data Control signal Interrup request du o ng inst/Data write co Instruction write address address ng Read I/O Module Internal Data Internal Data External Data Interrup request External Data CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng cu u du o ng th an co Memory đến CPU CPU đến Memory I/O đến CPU CPU đến I/O I/O Memory c om Các hoạt động truyền thường xuyên CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Liên kết bus cu u du o ng th an co ng Bus tuyến gồm nhiều đường thông tin kết nối hai hay nhiều thiết bị Đặc tính quan trọng bus : bus môi trường truyền dẫn chia sẻ Song song Máy tính chứa số bus khác cung cấp đường nối thành phần mức khác tổ chức phân cấp máy tính CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bus hệ thống cu u du o Data Address Control ng th an co ng Một bus nối thành phần chủ chốt máy tính gọi bus hệ thống (system bus) Có nhiều thiết kế cho system bus Bất kỳ thiết kế có ba nhóm : CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng Memory I/O I/O Control Address Data u du o ng th an co Memory cu CPU CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng co an cu u du o ng th Ghi nhớ Đọc nhớ Ghi I/O Đọc I/O Truyền báo nhận ACK Yêu cầu bus Cấp bus Yêu cầu ngắt Định thời Reset c om Các đường điều khiển thông thường CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Hoạt động bus co an th lấy quyền dùng bus truyền liệu qua bus ng Một module muốn truyền data phải làm hai điều: ng Một module muốn lấy data từ module khác cu u du o lấy quyền dùng bus gửi yêu cầu đến module qua đường điều khiển địa thích hợp đợi CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Phân cấp đa bus co ng Khi số thiết bị kết nối vào bus nhiều, hiệu suất máy trở nên sa sút hai lý do: cu u du o ng th an trễ truyền lớn_ thời gian để lấy quyền dùng bus _vì điều khiển chuyển từ thiết bị sang thiết bị khác Bus bị nghẽn tổng yêu cầu truyền đạt mức giới hạn bus; Nếu dùng bus rộng hơn, tốc độ cao hơn? 10 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt cu u du o ng th an co ng Loại bus Phương pháp phân xử Timing Bề rộng Dạng truyền data c om Các đặc trưng bus 14 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Loại bus co ng Không ghép kênh: gán cố định cho chức hay nhóm thiết bị Ví dụ ng th an Ưu điểm Khuyết điểm u du o Ghép kênh thời gian: bus dùng cho nhiều chức Ví dụ cu Ưu điểm Khuyết điểm 15 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Phương pháp phân xử bus an co ng Trong hầu hết hệ thống có nhiều module cần phải điều khiển việc dùng bus Ví dụ I/O module muốn đọc ghi data trực tiếp với nhớ không qua CPU Mỗi lúc Bus phục vụ đơn vị Cấp bus cho đơn vị vào thời điểm nào? cu u du o ng th Phân thành hai nhóm phương pháp: Tập trung: dùng bus controller hay arbiter , phân phối thời gian, arbiter module tách biệt thành phần CPU Phân bố: module chứa access control logic, chúng tương tác với để chia sẻ bus Mục đích phân xử bus bổ nhiệm thiết bị CPU hay I/O module làm master Master khởi động đọc/ghi data với thiết bị khác Các thiết bị đọc hay ghi gọi slave 16 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Timing co ng Timing đề cập đến phương pháp kiện phối hợp bus cu u du o ng th an Đồng bộ: diễn biến kiện xác định theo đồng hồ (clock) Bus có đường clock truyền trạng thái luân phiên liên tục Việc truyền 1-0 xem chu kỳ đồng hồ hay chu kỳ bus, qua xác định khe thời gian Tất thiết bị bus thấy clock Tất kiện bắt đầu đầu chu kỳ bus Các tín hiệu bus thay đổi sườn xung clock Hầu hết kiện chiếm chu kỳ 17 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ng co clock th an Start du o u cu Data lines ng read Addr lines c om Timing đồng Ack 18 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Timing… cu u du o ng th an co ng Timing bất đồng bộ: xuất kiện diễn sau phụ thuộc vào xuất kiện khác Cho phép hỗn hợp thiết bị nhanh chậm khác nhau, dùng kỹ thuật cũ chia sẻ bus 19 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng an co MSYN ng du o u Addr Lines cu Read th SSYN Data lines 20 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bề rộng bus cu u du o ng th an co ng Bề rộng data bus ảnh hưởng đến hiệu suất hệ thống: data bus rộng số lượng bit truyền lần lớn Bề rộng addr bus ảnh hưởng đến dung lượng hệ thống: addr bus rộng dải vị trí địa hóa lớn 21 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Dạng truyền liệu cu u du o ng th an co ng Có số dạng thức truyền data khác mà bus hỗ trợ Tất bus hỗ trợ ghi (master slave) đọc (slave master) Trong trường hợp ghép kênh addr/data: trước tiên bus dùng để addr sau dùng truyền data Trong hoạt động đọc thường phải đợi lấy data từ slave đặt lên bus Trong hai hoạt động đọc ghi phải thời gian lấy điều khiển bus 22 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt Data co Address (chu kỳ đầu) (chu kỳ thứ hai) Truy xuất Data u du o Address cu Đọc ng th an Ghi ng c om Ghép kênh addr/data thời gian 23 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Dạng truyền liệu… co ng Trong trường hợp không ghép kênh: data bus addr bus cầp riêng đường cu u du o ng th an Địa đặt lên addr bus trì data đưa lên data bus Trong hoạt động ghi, data đưa lên data bus sau địa ổn định addr bus slave nhận địa chỉ.Trong hoạt động đọc, slave đặt data lên data bus nhận địa lấy data 24 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Data addr master gửi chu kỳ lên đường khác biệt co ng Address an Ghi ng th Data cu u du o thời gian Address Đọc Data 25 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Dạng truyền liệu… ng Có số hoạt động phối hợp bus: cu u du o ng th an co Đọc-ghi: đơn giản hoạt động đọc ghi lại tức địa Địa công bố lần vào thời điểm ban đầu Hoạt động chia sẻ, nhằm ngăn chặn truy xuất phần tử liệu từ master khác Nhằm bảo vệ nhớ hệ thống đa chương Đọc sau ghi: hoạt động chia sẻ gồm có ghi sau đọc lại địa Mục đích kiểm tra 26 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om ng Data read an co Address Data write u du o ng th Đọc-ghi cu Address Data write Data read Đọc sau ghi 27 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt .c om Dạng truyền liệu cu u du o ng th an co ng Một số hệ thống bus hỗ trợ truyền data dạng khối Trong trường hợp này, chu kỳ địa với nhiều chu kỳ liệu theo sau Phần liệu đầu đặt vào địa xác định đó, phần sau đặt vào vị trí địa Address Data Data Data 28 CuuDuongThanCong.com https://fb.com/tailieudientucntt ... nhiều thiết bị Đặc tính quan trọng bus : bus môi trường truyền dẫn chia sẻ Song song Máy tính chứa số bus khác cung cấp đường nối thành phần mức khác tổ chức phân cấp máy tính CuuDuongThanCong.com....c om Cấu trúc liên nối cu u du o ng th an co ng Tập hợp đường dẫn kết nối module khác gọi cấu trúc liên nối Việc thiết kế cấu trúc phụ thuộc vào nhu cầu trao đổi module CuuDuongThanCong.com... https://fb.com/tailieudientucntt .c om Bus hệ thống cu u du o Data Address Control ng th an co ng Một bus nối thành phần chủ chốt máy tính gọi bus hệ thống (system bus) Có nhiều thiết kế cho