Bài giảng cấu trúc máy tính - P12

Cấu trúc máy tính là một mảng kiến thức nghiên cứu về cách xử lý của một hệ thống máy tính dưới cách nhìn của một lập trình viên. Cách nhìn này thực tế cũng có nhiều khía cạnh,

Bài 12tổ chức Bus Máy tính  1. Giíi thiÖu2. Bus ISA3. Bus EISA4. Bus Vesa Local5. Bus PCI 1. Giới thiệua) Thiết bị chủ busThiết bị chủ bus (master) là thiết bị khởi tạo và điều khiển việc trao đổi thông tin còn thiết bị đáp lại gọi là thiết bị tớ (slave). CPU ở các máy tính là ví dụ về thiết bị chủ. Bộ nhớ, ổ đĩa . là các thiết bị tớ. Để trao đổi thông tin: Đầu tiên cần chuyển địa chỉ để phân biệt thiết bị. Sau đó gửi tín hiệu ghi hoặc đọc để xác định hành động.Hệ thống bus gồm: Bus địa chỉ, Bus dữ liệu và Bus điều khiển. b) Phân phối BUSKhi có nhiều thiết bị chủ có yêu cầu sử dụng bus thì bus phải được phân phối theo một cách thức nhất định. Không có bus nào phục vụ hai thiết bị chủ cùng một lúc. Để thiết bị chủ truy nhập được bus, đầu tiên nó phải có tín hiệu yêu cầu bộ phân phối bus trung tâm rồi đợi để nhận được tín hiệu trả lời. Có 2 nguyên tắc phục vụ: Nguyên tắc ưu tiên Nguyên tắc đến trước - phục vụ trước . c) Giao thức bus (bus protocol)Giao thức bus là các tiêu chuẩn về tín hiệu và định thời nhằm phối hợp hoạt động giữa các bộ phận khác nhau của hệ thống khi tiến hành trao đổi dữ liệu.Có hai giao thức bus chính là: Đồng bộ và Không đồng bộ Giao thức đồng bộCác bus được đồng bộ với một tần số trung tâm - là tần số của hệ thống. Ví dụ: ở máy IBM, CPU truy nhập bộ nhớ sử dụng giao thức đồng bộ vì bộ nhớ không thể sai lệch với các tiêu chuẩn định thời của bộ tạo giao động đồng hồ trung tâm. Giao thức không đồng bộĐược định thời riêng và có thể không hoạt động theo tần số đồng hồ trung tâm. Ví dụ: Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và máy in là ví dụ về giao thức không đồng bộ. d) Dải thông bus (bandwidth) Tốc độ mà bus có thể truyền dữ liệu từ thiết bị chủ tới thiết bị tớ gọi là dải thông của bus. Thuật ngữ khác: Độ rộng dải hoặc Năng suất truyền (throughput). Đơn vị đo là Mb/sec. Dải thông phụ thuộc vào: Tần số truyền, Độ rộng bus và Giao thức bus. Ví dụ:Bus PCI có 32 bit dữ liệu, tần số 33MHz, ở chế độ chuyển đơn 32 bit hết 2 chu kỳ đồng hồ.Tính độ rộng dải thông. [...]... đổi dữ liệu giữa máy tính và máy in là ví dụ về giao thức không đồng bộ. Giao thức đồng bộ Các bus được đồng bộ với một tần số trung tâm - là tần số của hƯ thèng.  VÝ dơ: ë m¸y IBM, CPU truy nhập bộ nhớ sử dụng giao thức đồng bộ vì bộ nhớ không thể sai lệch với các tiêu chuẩn định thời của bộ tạo giao động đồng hồ trung t©m. Bài 12 tổ chức Bus Máy tính Ví dụ Tính dải thông của... dụng cho nhiều thiết bị ngoại vi. Một số đặc trưng bus EISA EISA - Bus ISA cải tiến là sản phẩm của các nhà SX máy tính tư ơng thích nhằm đáp lại kiến trúc vi kênh MCA của IBM. Bus EISA nâng cấp từ bus ISA nhằm khắc phục hạn chế quan trọng của ISA. Có 32 đường địa chỉ (thêm A2 3- A31) Có 32 đường dữ liệu (thêm D1 6- D31) d) Dải thông bus (bandwidth) Tốc độ mà bus có thể truyền... khiển vào ra đa chức năng Cổng hồngngoại COM1 LPT ổ đĩa mềm Bus vào ra PCI (32 bit) Bus vào ra ISA (16 bit) Hình 18.18. Sơ đồ bản mạch máy tính Pentium Bảng 19.2. Dải thông của bus ISA, EISA, và Vi kênh ISA EISA Micro Channel BUS dữ liệu 16-bit 32-bit 32-bit Tần số bus khe cắm mở rộng (MHz) 8 8 10 Dải thông tối đa (Mb/s) 8 16 20 Để trao đổi thông tin: Đầu tiên cần chuyển địa chỉ... Hình 19.10. Bố trí chân PCI ã BUS ISA Được xây dựng cho máy IBM- AT 80286 (1984).  Bus ISA cã nguån gèc tõ bus PC/XT. Bổ sung vào bus XT thêm 36 chân để phối hợp làm việc với bus dữ liệu 16 bit và bus địa chỉ 24 bit. 36 chân bổ sung thêm của PC AT được dùng làm: 8 đường dữ liệu D8-D15 4 đường địa chỉ A21-A23 Các tín hiệu điều khiển kênh DMA Mét sè tÝn hiƯu ®iỊu khiĨn... hoặc đọc để xác định hành động. Hệ thống bus gồm: Bus địa chỉ, Bus dữ liệu và Bus điều khiển. Mainboar d Pentium II Bố trí chân khe cắm AGP 4. Hỗ trợ chế độ truyền dữ liệu dạng khối 2-1 - 1-1 được các CPU thế hệ sau áp dụng. 5. Tương thích với bus ISA, EISA và MCA. Nhờ sử dụng cầu nối bus, chuẩn có hỗ trợ cho các bus tốc độ chậm ISA, EISA và MCA. 6. Thực hiện kích phát mức các ngắt. 7.... thiết bị ngoại vi. Một số đặc điểm bus PCI 1. Hỗ trợ tốc độ 33 MHz, 66MHz. 2. Bus dữ liệu 32 và 64 bit. 3. Hổ trợ Plug and Play. Cho phép tạo cấu hình tự động. Phần mềm đặt cấu hình sẽ tự động chọn địa chỉ và các ngắt không sử dụng để tránh xung đột. Ví dụ: Tính và so sánh dải thông lớn nhất cho 2 trường hợp khe cắm mở rộng ở chế độ chuyển dữ liệu đơn. a) ISA; b) EISA Giải: PCI có thể làm... chuyển dữ liệu đơn. a) ISA; b) EISA Giải: PCI có thể làm việc ở F= 33 MHz. a) Chuyển đơn: mỗi lần chuyển 4 byte cần 2 nhịp ®ång hå. Nh­ vËy, ®é réng d¶i = 4 bytes/2T =2F=66 Mb/s. a) Chun khèi 2-1 - 1-1 : chun 4 lÇn 32 bit dữ liệu cần 5T. Dải thông bus =4x4byte/5T=3,2F =106 Mb/s . 4. VESA local bus Bus côc bé VESA  VESA=Video Electronics Standards Association Là chuẩn được sử dụng rộng . MCAa) Bus PC/XT Bus PC/XT Dùng cho máy tính PC/XT BUS PC/XT có 62 chân 20 chân địa chỉ A0-A19 8 chân dữ liệu D0-D7 Các tín hiệu điều khiển IOR, IOW,. hoạt động theo tần số đồng hồ trung tâm. Ví dụ: Trao đổi dữ liệu giữa máy tính và máy in là ví dụ về giao thức không đồng bộ. d) Dải thông bus (bandwidth)