Основные принципы шинной связи, управление шиной.

Шина – группа проводников и комплект микросхем, соединяющих различные устройства ПК. В соответствии с функциями и по отношению в процессору их можно разделить на внутренние и внешние.

Внешние обеспечивают связь процессора с памятью и устройствами ввода-вывода.

Внутренние же обеспечивают связь с Арифметическо-Логическими Устройствами.

Функционирование шин связано в функционированием процессора ПК.

Существуют следующие категории управления:

· Управление шиной

· Прерывания

· Арбитраж шин

· Разрешение конфликтов в шине

Управление шиной обеспечивает выполнение требований процессора по определённым правилам. Эти правила называются протоколами. Устройства связи с шинами есть активные (задающие) и пассивные (подчиняющиеся).

Для устройств, которые могут быть и задающими и подчиняющимися существует приёмопередатчик.

Шина имеет адресную, информационную и управляющую линии.

Ширина шины – важная характеристика. Первая шина было 32 битной.

Синхронный способ управления

Недостатки:

Существуют интервалы ожидания из-за которых замедляется обработка.

Неполные циклы обработки информации недопустимы.

Он подстраивается под самое медленное устройство. Поэтому всё работает так же медленно.

Асинхронный способ управления

При отключении МС отключается и РС и заканчивается передача данных. Затем отключается всё остальное.

Сигналы обработки информации не хависят от импульса тактового генератора. А все последующие события задаются предыдущими событиями.

Про асинхронном способе управления последовательно, друг за другом наблюдаются 4 события:

1 ) Установка МС

2) Установка РС

3) Сброс МС

4) Сброс РС

Арбитраж шин.

Отправлять запрос на приём и обработку информации может как процессор, так и периферийное устройство. Для предотвращения хаоса существует арбитраж шин.

Принцип действия:

Арбитр встроен в процессор или же находится отдельно. Он не считает количество подключённых устройств. Он только проверяет, есть ли запросы от таковых. Если запрос есть – он предоставляет шину.

Схемы арбитража:

1)Централизованная.

Это система последовательного запроса. Первое физически близкое к арбитру устройство первым и подключается.

2)2х уровневая.

Тут приоритет определяется информационной важностью каждого устройства. При этом арбитр должен работать со всеми устройствами.

3)Децентрализованная

Работает то устройство, у которого установлен сигнал 1П и оно же выполняет функцию арбитра.

Передача информации шинами по блочно.

Шины расширения.

Шины расширения предназначены для подключения различных устройств к системной плате. Они – системные.

К шинам расширения относятся шины ISA, PCI, MCA. AGP

· ISA использовалась в первом ПК ещё в далёком 81м году. Содержала в себе 62 сигнальные линии и обладала скоростью передачи 2,385 мб/с.

· ESIA расширена до 32х разрядной обработки. Обладает скоростью передачи 33,32 мб/с

· PCI в древности обладала скоростью 132 мб/с, а в новом исполнении гонит на все 528мб/с

Алгоритм функционирования шины:

1. Передача адреса задающим устройством шины

2. Ответ задающего устройства и освобождение шины

3. Передача данных

Соединения шин между собой образуют мосты. Мост образует иерархию шин. Шина наверху имеет «0» номер. Главный мост обеспечивает подключение PCI и системной шины, а одноранговый мост обеспечивает соединение PCI и шин другого типа. Мосты выполняют преобразование интерфейса соединения шин. Мосты допускают различные частоты работы шин.

Параллельные шины.

Параллельные шины используют для подключения периферийных устройств. Существует 2 параллельные шины:

ATA:

Хост-адаптер – средство сопряжения шины АТА с системой

Ленточный кабель.

Ведущее устройство - Device 0

Ведомое устройство - Device 1

Шина имеет 2 типа адресации – 3х-мерная (CHS) и логическая (LBA) и они связаны.

Блоки данных по 16 бит, а контроллер 8.

SCSI:

Все устройства, подключаемые к такой шине равноправны. Они могут быть инициаторами и могут быть использованы. В качестве инициатора обмена в шине используется хост-адаптер. Каждое целевое устройство может содержать 8 независимых устройств. Стартовая частота 5,10,20 Мгц.

Передача ведётся по байтно асинхронно с контролем каждого байта на чётность.

Каждое устройство имеет своё уникальный адрес. Для хост-адаптера возможно программная адресация. Приоритет зависит от величины адреса. Чем выше адрес – тем выше приоритет.

Команды передаются через блок дескриптора. При выполнении команды с длительным временем исполнения предусматривается возможность отключения от шины во время передачи. Протокол передачи передаёт цепочки связанных команд.

Последовательные шины

Последовательные шины позволяют объединять множество устройств используя 1 или 2 пары проводов.

К последовательным шинам относятся шины USB, FCAL, FireWire, AcessBus.

Шина USB является хост центрической. Передача информации осуществляется пакетами.

Пакеты состоят из кадров. В кадре идёт обращение к устройству.

SOF - начало кадра

IN - запрос передачи

DATA - пакет передачи данных от устройства к ПК

OUT - пакет передачи данных от ПК к устройству

DID - указатель типа пакетов

CRS - циклический избыточный код

NAC - сигнал ошибки

ACK - сигнал передачи данных без ошибки

FireWire.В1995 году был принят стандарт IEEE 1394 для высокопроизводительной последовательной шины. Другое наименование этого же интерфейса - iLink. Основные характеристики шины следующие:

Многофункциональность – шина обеспечивает цифровую связь до 63 устройств без дополнительной аппаратуры.

Высокая скорость обмена – при двух каналах видео скорость составляет 30 кадров в секунду.

Легкость установки и подключения. Устройства автоматически распознаются и конфигурируются. Стандартный кабель интерфейса содержит 6 проводов:

2 витые пары (раздельно для передачи и приема сигналов);

2 провода питание устройств (напряжением 8-40В, ток до 1,5А).

А). Протокол стандарта IEEE 1394 трехуровневый.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: