НЕФТЬ-ГАЗ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА
На главную >>


Теперь на нашем сайте можно за 5 минут создать свежий реферат или доклад

Скачать книгу целиком можно на сайте: www.nglib.ru.

Предложения в тексте с термином "Шина"

После некоторого времени, в течение которого происходили переходные нестационарные процессы, на выходных шинах матрицы устанавливались потенциалы, представляющие код результата.

Разнообразие ВС, классифицированное по информационным связям трех типов основных устройств, можно свести к следующим структурам (для простоты ограничимся изображением только структурных связей в архитектуре ВС): — однопроцессорная (с одним ЦП и периферийным процессором или каналом), со связью через ЦП; — с одним мощным ЦП и обслужи-вающими его несколькими периферий-ными процессорами; — многопроцессорная (с несколькими ЦП и ПП и секционированным ОЗУ); — с магистральной шиной; — сетевая; — функционально-перестраиваемая

Магистральная шина широко используется во всех ВС и входит составной частью в перечисленные структуры, но иногда она занимает доминирующую архитектурную позицию, особенно в мини-ЭВМ, микро-ЭВМ и внешних интерфейсах, поэтому она включена в список типовых структур ВС.

5, состоит в том, что все части вычислительной системы (ЦП, ОЗУ, ВЗУ, периферия) ( Магистральная шина у

5 могут быть подсоединены к одной общей многопроводной шине, захватывая ее на короткий период машинного такта для обмена информацией.

Чтобы не возникали конфликтные ситуации между устройствами при захвате шины, имеется так называемый арбитр шины — устройство, допускающее захват шины только одним обменом в данный момент времени.

Недостатком магистрально-шинной структуры считалось возрастание конфликтных столкновений при увеличении количества подключенных к шине приборов и при интенсификации обменов между ними.

Архитектура общей шины.

Подробнее о работе архитектуры общей шины в ВС и внешних интерфейсах рассказывается ниже при описании мини-ЭВМ типа СМ-4 (1420) и шины УМШ.

Начнем с отличительной архитектурной особенности — системного процессорного интерфейса общей шины.

Системный интерфейс общей шины.

Системный интерфейс общей шины (ОШ) представляет собой совокупность дифференцированной магистрали для передачи информации между устройствами ЭВМ, унифицированных электронных схем, управляющих прохождением сигналов по линиям, а также алгоритмов управления обменом информацией.

Все 56 линий шины разделяются на три секции: передача данных, арбитраж приоритетов и управление состоянием системы.

Идея ОШ состоит в том, что скорость передачи сигналов по магистрали и объем информации, передаваемый в нормальном режиме работы, находятся в таком соотношении, что шина оказывается мало загруженной и вероятность столкновения одновременных пересылок информации мала.

Всего имеется 5 уровней приоритета, и арбитр шины диспетче-ризирует обмены по шине с соблюдением этих уровней приоритета.

Если два устройства, находящиеся на одном уровне приоритета, запрашивают разрешение обмена по шине, то приоритет получает устройство, физически ближе (по шине) находящееся к процессору.

Фактически это почти никогда не делается, по крайней мере по двум причинам: — большое число активно работающих устройств перегрузят ОШ, заставят работать процессор с ОС преимущественно на обслуживание запросов и выполнение арбитража и снизят его коэффициент полезного использования собственно для решения вычислительных частей задач;— на длине шины в 15 м трудно расположить такое большое число периферийных устройств.

Применение расширителя шины одновременно увеличивает задержку в прохождении сигналов от дальних устройств приблизительно до 700 нс,'что почти на порядок снижает быстродействие ОШ, а следовательно и всей системы в целом.

Ознакомившись с принципом работы общей шины и базирующейся на ней архитектурой СМ-4, перейдем к дальнейшему рассмотрению устройств СМ-4 и всей системы в целом.

Процессор системы СМ-4 состоит из арифметическо-логического устройства, регистровой памяти, устройства управления с арбитром шины, системой прерывания и программным таймером.

Однако в общей шине СМ-4 подшина адреса содержит 18 линий, и с некоторыми ухищрениями режима адресации можно адресовать 128К слов.

Прерывание (скажем, для обработки информации, поступившей от устройства ввода) проводится следующим образом: если шина свободна, то процессор дает разрешение устройству ввода на захват ОШ; получив разрешение, устройство по подшине данных посылает в ЦП сигнал прерывания и адрес своего вектора прерывания (т.

К такому оборудованию относятся: — программируемый таймер; — расширитель интерфейса; — сегментатор интерфейса; — переключатель общей шины; — устройство сопряжения ЭВМ и адаптер процессорной связи.

УСО связывает интерфейс ЭВМ (интерфейс общей шины) со множеством интерфейсов внешнего объекта.

На задней панели крейта проходит интерфейсная шина, содержащая 86 линий.

Камак явился первым устройством, архитектура которого была выражена как архитектура с общей шиной, хотя, как мы увидим из описания, шина Камака излишне усложнена и в то же время не обладает оптимальностью и логичностью более поздних шинных структур, как вышеописанная структура ОШ СМ-4.

К интерфейсной шине подключены станции (штеп-сели) разъемов, в которые вставляются своими разъемами модули.

Назначение и обозначение линий шины: — линии номера модуля N (индивидуальная линия проходит от контроллера к каждому посадочному месту модуля); — адресные линии для выбора регистров в модуле (А8, А4, А2, А1) — четыре магистральные линии, охватывающие все модули; — код операции (F16, F8, F4, F2, F1) — пять магистральных линий, охватывающих все модули; пятибитовым числом можно, очевидно, закодировать не более чем 32 операции (команды);— стробирующие сигналы (SI, S2);— 24 линии записи (Wl— W24), направленные от контроллера к модулям;— 24 линии чтения (Rl—R24), направленные от модулей к контроллеру;— линии «запрос» (L) — индивидуальные линии, идущие от каждого модуля к контроллеру;— линия «занято» (В) — магистральная линия;— линия «ответ» (Q) — магистральная линия;— линия «запуск» (Z) — магистральная линия;— линия «запрет» (Y) — магистральная линия;— линия «сброс» (С) — магистральная линия;— свободные линии — имеются две линии.

Результат обработки информации в крейте выводится или через контакты лицевой панели одного из модулей, или через контроллер крейта, а между модулями и контроллером передается по интерфейсной шине.

Шина - магистраль крецта

Шина ВВ ЭВМ

Принцип единой для всех модулей общей шины был положен в основу главного интерфейса мини-ЭВМ (СМ-4, «Электроника-60» и др.

Чтобы избежать перегрузки ОШ СМ-4 большим числом приборов, они вынесены на параллельную шину, которая соединена с основной шиной блоком расширителя интерфейса (РИФ).

Увеличение производительности ВС на базе мини-ЭВМ и микро-ЭВМ идет двумя путями: объединением многих ЭВМ и их устройств на специальной общей шине или повышением производительности ядра системы.

Международные научные организации, в которые входил и Советский Союз, приложили много усилий, чтобы создать архитектуру и стандарт на новую многопроцессорную шину, удовлетворяющую всем современным требованиям на измерительно-управляющие вычислительные комплексы для научного и промышленного применения.

Универсальная магистральная шина (многопроцессорный измерительно-управляющий вычислительный интерфейс)

Шина должна работать с системой приоритетов.

Архитектура такой универсальной магистральной шины (УМШ) должна быть рассчитана на создание достаточно простых адаптеров, через которые подключается как 16-, так и 32-разрядная аппаратура.

УМШ — это общий тракт обмена информацией в системе, реализующей полный набор системных функций: обращение к общей оперативной памяти емкостью до 8 Мбайт, регистрация устройств и модулей ввода-вывода для чтения и записи, взаимодействие процессоров между собой и модулями ввода-вывода, приоритетное предоставление права доступа к шине и передача запросов от устройств на обслуживание.

Шина позволяет подключать как 16- и 32-разрядные микропроцессоры, так и 16-разрядные мини-ЭВМ.

Общая оперативная память системы делается двухпортовой, чтобы к ней подключалась и УМШ, а через адаптеры — и локальные шины процессоров.

Например, шины Q-bus и Unibus подключаются к шине посредством программируемого блока связи (ПБС) или канала прямого доступа (КПД).

Обмен по шине осуществляется асинхронно: байтами, 16- или 32-разрядными словами.

Мультиплексирование линий уменьшает общее число линий в шине, снижает пиковые нагрузки токопотребления, уменьшает количество помех из-за взаимных наводок.

На шине УМШ реализуются следующие функциональные возможности для системы: — захват шины для обмена любым микропроцессором, мини-ЭВМ или микро-ЭВМ и любым другим модулем внешних устройств, устройств управления объектом или измерительных устройств с соблюдением арбитром шины установленных приоритетов; — программный обмен между процессорами, между процессорами и регистрами устройств ввода-вывода и внешних ЗУ; — обмен в режиме прямого доступа между памятью двух процессоров, памятью процессора и регистром любого устройства, между общей памятью и памятью процессора или регистром любого устройства; — наращивание системы за счет подключения дополнительных крейтов с расширителями шины, обеспечивающими электрическую развязку и сегментацию шины; УМШ рассчитана на 64 активных абонента.

Шина управления и приоритета ' 1 ) 1 \\ ' ' 1 1 \\ ' \ ОЗУ Процессор № 1 Рг ВУ Рг ВУ ОЗУ [Процессор №-Z Рг ВУ ВИ ВУ ВУ

Увеличение числа шин системного интерфейса обеспечило расширение физического объема ВЗУ и периферийных устройств.

Кроме того, для устройств, могущих работать в режиме прямого доступа в память (НМД на сменных дисках, НМЛ), могут устанавливаться дополнительные шины «массовой передачи» (Massbus).

Эти шины обладают пропускной способностью 2 Мбайт/с, а блок с контроллером на 3 масс-шины имеет суммарную пропускную способность 5 Мбайт/с.

Обслуживание устройств, подключенных к шинам, приоритетное.

Как организована архитектура мини-ЭВМ на базе общей шины?

Только вместо многолинейной шины применяется моно

Подобно общей шине СМ-4 моноканал такой сети ограничен по длине, но длина его сегмента составляет уже не десяток метров, а достигает 500 м.

МПК 4004/4004 выполнен на основе одной двунаправленной 4-разрядной шины данных.

По этой шине происходит весь информационный обмен данными между микросхемами.

Шина данных

4-х битовая внутренняя II *1 Буфер данных шина |> г ft ,— ft , ft Г ^ \п <- qj: -,!

Шина данных < В/в *,Щ Ф2 [

2 приведена схема объединения трех микросхем: 4004, 4001 и 4002 общей 4-разрядной шиной.

В течение 3-х тактов А\А2Л3 ЦП выдает по шине данных адрес в ПЗУ в виде 3-х полубайтов.

В течение тактов М\, Мо по 4-битовой шине данных в ЦП на регистр команд выдается 8-битовая команда.

Результат из сумматора через внутреннюю шину выдается в аккумулятор и флажок переноса.

Регистр команд (8 бит) загружается через мультиплексор с внутренней шины и хранит команду, извлеченную из ПЗУ.

Шина/'магистра ль

Шина управления дыооркой -Л плм ^(К 5 81 И К 2) МП ЗУ (К581РУ1) МПЗУ (К581РУ2) 1 11 11 1 Шина микрокоманд ______ > ___ ------ _„_ ---- Ь.

ОЗУ у продления Внешнее устройство Внешнее устройства Буфер \\ И II II _____Шина микро-ЭВМ « Электроника-60» __

Шина данных содержит 8 линий, т.

Шина данных в 16-разрядных микропроцессорах бывает 8-разрядная или 16-разрядная.

Адресная -------- шинп -------- 65О2 Techn Разрядность 8 бит -------- Шина

А дресная ------ шина ------ 20 fur =— 8088 Intel -------- П/ина (1 Мбайт) ------ Разрядность 16 6~ит 1 1 1 8 бит ,7 МГц

Адресная ------- 8038В Intel Разрядность 32ffur шина — ; — 32 5ит : г-.

Кроме того, ПЭВМ имеют несколько свободных гнезд для подключения 16-разрядной шины и микро

АРМ должно иметь выход на внешний интерфейс типа VME или Multibus-2 и несколько гнезд в собственной шине для соединения с измерительными, управляющими или другими вычислительными системами.

Магистральная шина 124 Магнитные ленты 33, 55 Макрокоманда 138, 152 Микрокоманда 138 Микропроцессор 232 Микропроцессорный комплект (МПК) 232 Моноканал 225

Обратный код 15 Общая шина 168, 171 Объектный модуль 45, 79 Операционная система (ОС) 48, 62, 63, 69—71, 74—80 ------ переносимая ------, резидентная часть 52, 85 ------, ядро 70, 85

Универсальная магистральная шина (многопроцессорный измерительно-управляющий вычислительный интерфейс).




Главный редактор проекта: Мавлютов Р.Р.
oglib@mail.ru