Chức năng: vận chuyển lệnh từbộnhớđến CPU vận chuyển dữliệu giữa CPU, mụ đun nhớ, mụ đun vào-ra với nhau Độ rộng bus dữ liệu: Xỏc định số bit dữ liệu cú thểđược trao đổi đồng thời. M bit: DM-1, DM-2, ... D2, D1, D0 M thường là 8, 16, 32, 64,128 bit. Vớ dụ: Cỏc bộ xử lý Pentium cú bus dữ liệu 64 bit
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 42
Bus điều khiển Chức năng: vận chuyển cỏc tớn hiệu điều khiển Cỏc loại tớn hiệu điều khiển: Cỏc tớn hiệu điều khiển đọc/ghi Cỏc tớn hiệu điều khiển ngắt Cỏc tớn hiệu điều khiển bus NKK-HUT Một số tớn hiệu điều khiển điển hỡnh Cỏc tớn hiệu (phỏt ra từ CPU) điều khiển đọc-ghi:
Memory Read (MEMR): điều khiển đọc dữliệu từmột ngăn nhớcú địa chỉxỏc định lờn bus dữ
liệu.
Memory Write (MEMW): điều khiển ghi dữliệu cú sẵn trờn bus dữliệu đến một ngăn nhớcú địa chỉxỏc định.
I/O Read (IOR): điều khiển đọc dữliệu từmột cổng vào-ra cú địa chỉxỏc định lờn bus dữliệu.
I/O Write (IOW): điều khiển ghi dữliệu cú sẵn
NKK-HUT
Một sốtớn hiệu điều khiển điển hỡnh (tiếp)
Cỏc tớn hiệu điều khiển ngắt:
Interrupt Request(INTR): Tớn hiệu từbộđiều khiển vào-ra gửi đến yờu cầu ngắt CPU để trao đổi vào- ra. Tớn hiệu INTR cú thểbịche.
Interrupt Acknowledge(INTA): Tớn hiệu phỏt ra từ
CPU bỏo cho bộđiều khiển vào-ra biết CPU chấp nhận ngắt để trao đổi vào-ra.
Non Maskable Interrupt(NMI): tớn hiệu ngắt khụng che được gửi đến ngắt CPU.
Reset: Tớn hiệu từbờn ngoài gửi đến CPU và cỏc thành phần khỏc đểkhởi động lại mỏy tớnh.
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 45
NKK-HUT
Một số tớn hiệu điều khiển điển hỡnh (tiếp)
Cỏc tớn hiệu điều khiển bus:
Bus Request(BRQ) hay làHold: Tớn hiệu từ
mụ-đun điều khiển vào-ra gửi đến yờu cầu CPU chuyển nhượng quyền sửdụng bus. Bus Grant(BGT) hay làHold Acknowledge
(HLDA): Tớn hiệu phỏt ra từCPU chấp nhận chuyển nhượng quyền sửdụng bus.
Lock/ Unlock: Tớn hiệu cấm/cho-phộpxin chuyển nhượng bus
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 46
NKK-HUT
Đặc điểm của cấu trỳc đơn bus
Bus hệthống chỉphục vụđược một yờu cầu trao đổi dữliệu tại một thời điểm
Bus hệthống phải cú tốc độbằng tốc độ bus của mụ-đun nhanh nhất trong hệthống
Bus hệthống phụthuộc vào cấu trỳc bus (cỏc tớn hiệu) của bộxửlý ặcỏc mụ-đun nhớ và cỏc mụ-đun vào-ra cũng phụthuộc vào bộxử
lý.
Khắc phục: phõn cấp bus ặcấu trỳc đa bus
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 47
NKK-HUT
3. Phõn cấp bus trong mỏy tớnh
Tổchức thành nhiều bus trong hệthống
mỏy tớnh Cho cỏc thành phần khỏc nhau: Bus của bộxửlý Bus của bộnhớchớnh Cỏc bus vào-ra Cỏc bus khỏc nhau vềtốc độ
Bus bộ nhớchớnh và cỏc bus vào-ra
khụng phụthuộc vào bộxử lý cụthể.
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 48
NKK-HUT
Một số bus điển hỡnh trong PC
Bus của bộxửlý (Front Side Bus - FSB): cú tốc
độ nhanh nhất
Bus của bộnhớchớnh (nối ghộp với cỏc mụ-đun RAM)
AGP bus (Accelerated Graphic Port) - Bus đồhọa tăng tốc: nối ghộp card màn hỡnh tăng tốc.
PCI bus(Peripheral Component Interconnect): nối ghộp với cỏc thiết bịngoại vi cú tốc độ trao đổi dữ
liệu nhanh.
IDE (Integrated Device Electronics): Bus kết nối với ổđĩa cứng hoặc ổđĩa CD, DVD
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 49
Mỏy tớnh Pentium 4 dựng Chipset 845
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 50
Chipset 865
NKK-HUT
Chipset 955
NKK-HUT
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 53
NKK-HUT
Vớ dụ vềbo mạch chớnh
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 54
NKK-HUT
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 55
NKK-HUT
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 56
NKK-HUT
4. Cỏc vấn đề liờn quan đến thiết kế bus
Cỏc kiểu bus
Phõn xử bus
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 57
Cỏc kiểu bus
Bus dành riờng (Dedicated):
Cỏc đường địa chỉvà dữliệu tỏch rời Ưu điểm: điều khiển đơn giản
Nhược điểm: cú nhiều đường kết nối
Bus dồn kờnh (Multiplexed)
Cỏc đường dựng chung cho địa chỉvà dữliệu Cú đường điều khiển đểphõn biệt cú địa chỉ hay cú dữliệu Ưu điểm: cú ớt đường dõy Nhược điểm: Điều khiển phức tạp hơn Hiệu năng hạn chế
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 58
Phõn xử bus
Cú nhiều mụ-đun điều khiển bus
vớ dụ: CPU và bộđiều khiển vào-ra
Chỉ cho phộp một mụ-đun điều khiển
bus ởmột thời điểm.
Phõn xử bus cú thể là tập trung hay
phõn tỏn.
NKK-HUT
Phõn xử bus (tiếp)
Phõn xử bus tập trung
Cú một Bộđiều khiển bus (Bus Controller) hay cũn gọi là Bộphõn xửbus (Arbiter) Cú thểlà một phần của CPU hoặc mạch tỏch rời. Phõn xử bus phõn tỏn Mỗi một mụ-đun cú thểchiếm bus Cú đường điều khiển đến tất cảcỏc mụ- đun khỏc NKK-HUT Định thời bus (Timing) Phối hợp cỏc sự kiện trờn bus Bus đồng bộ Cỏc sựkiện trờn bus được xỏc định bởi một tớn hiệu xung nhịp xỏc định (clock) Bus Điều khiển bao gồm cảđường Clock Tất cảcỏc mụ-đun cú thểđọc đường clock
Bus khụng đồng bộ
Khụng cú đường tớn hiệu Clock
Kết thỳc một sựkiện này trờn bus sẽkớch hoạt cho một sựkiện tiếp theo
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 61
NKK-HUT
Giản đồ định thời Bus đồng bộ
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 62
NKK-HUT
Giản đồđịnh thời thao tỏc đọc của Bus khụng đồng bộ
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 63
NKK-HUT
Giản đồđịnh thời thao tỏc ghi của Bus khụng đồng bộ
18 March 2007 Bài giảng Kiến trỳc mỏy tớnh 64
NKK-HUT