1 / 76

Cuprinsul cursului

Cuprinsul cursului. 1. Introducere 2. Metode pentru operaţii de I/E 3. Magistrale 4. Afişaje cu cristale lichide 5. Alte tipuri de afişaje 6. Adaptoare grafice 7. Discuri optice. 3. Magistrale. Introducere Consideraţii electrice Sincronizarea transferurilor de date

liang
Télécharger la présentation

Cuprinsul cursului

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript

  1. Cuprinsul cursului • 1. Introducere • 2. Metode pentru operaţii de I/E • 3. Magistrale • 4. Afişaje cu cristale lichide • 5. Alte tipuri de afişaje • 6. Adaptoare grafice • 7. Discuri optice Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  2. 3. Magistrale • Introducere • Consideraţii electrice • Sincronizarea transferurilor de date • Arbitrajul de magistrală • Magistrala VME • Magistrale locale • Magistrala PCI • Variante ale magistralei PCI • Magistrale seriale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  3. Introducere (1) • Magistrale: căi electrice de transmitere a semnalelor între diferite module ale unui sistem de calcul • În cadrul sistemelor de calcul există mai multe magistrale diferite: • O magistrală sistem pentru conectarea UCP la memorie • Una sau mai multe magistrale de I/E pentru conectarea perifericelor la UCP Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  4. Introducere (2) Magistrale într-un sistem de calcul Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  5. Introducere (3) • Arhitecturi cu magistrală duală DIB (Dual Independent Bus) • Magistrala sistem este înlocuită cu două magistrale: FSB şi BSB • FSB (Front SideBus): între UCP şi memoria principală • BSB (BackSideBus): între UCP şi memoria cache de nivel 2(sau 3) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  6. Introducere (4) • Anumite dispozitive conectate la magistrală sunt activeşi pot iniţia un transfer→ master • Alte dispozitive sunt pasiveşi aşteaptă cererile de transfer→slave • Exemplu: UCP solicită unui controler de disc citirea sau scrierea unui bloc de date • UCP are rol de master • Controlerul are rol de slave Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  7. 3. Magistrale • Introducere • Consideraţii electrice • Sincronizarea transferurilor de date • Arbitrajul de magistrală • Magistrala VME • Magistrale locale • Magistrala PCI • Variante ale magistralei PCI • Magistrale seriale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  8. Consideraţii electrice (1) • Proiectarea unor magistrale performante necesită minimizarea unor fenomene electrice nedorite • Determină scăderea fiabilităţii sistemelor • Cele mai importante: reflexiile de semnal • Reflexiile de semnal sunt determinate de discontinuităţile impedanţelor: conectori, încărcări capacitive, treceri între diferite straturi ale plăcilor Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  9. Consideraţii electrice (2) • Reflexiile de semnal determinăoscilaţii ale tensiunii şi curentului • Pentru eliminarea reflexiilor de semnal trebuie să se utilizeze terminatori de magistrală • Terminatori: • Pasivi (rezistivi) • Activi • Terminatorii rezistivi se pot conecta în serie sau în paralel Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  10. Consideraţii electrice (3) • Terminator serie • În cazul ideal: Rs+ Zs= Z0 Zs– impedanţa sursei Z0– impedanţa caracteristică a liniei Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  11. Consideraţii electrice (4) • Terminator paralel • Se plasează o rezistenţă la capătul receptor  divizor • Rezistenţa echivalentă Re trebuie să fie egală cu impedanţa caracteristică a liniei Z0 • Se poate utiliza pentru magistralele bidirecţionale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  12. Consideraţii electrice (5) • Terminator cu diodă de limitare • Circuitele TTL şi CMOS au diode de protecţie la intrare • Acestea permit şi reducerea reflexiilor de semnal • Tensiunea de intrare: menţinută între –0,5..–1,5 V şi 0,5 .. 1,5 V peste Vcc Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  13. 3. Magistrale • Introducere • Consideraţii electrice • Sincronizarea transferurilor de date • Arbitrajul de magistrală • Magistrala VME • Magistrale locale • Magistrala PCI • Variante ale magistralei PCI • Magistrale seriale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  14. Sincronizarea transferurilor de date • Sincronizarea transferurilor de date • Magistrale sincrone • Magistrale asincrone Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  15. Sincronizarea transferurilor de date • După modul de sincronizare al transferurilor de date, magistralele pot fi: • Sincrone • Asincrone • Operaţiile magistralelor sincrone sunt controlate de un semnal de ceas necesităun număr întreg de perioade de ceas • Magistralele asincrone nu utilizează un semnal de ceasciclurile de magistrală pot avea orice durată Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  16. Sincronizarea transferurilor de date • Sincronizarea transferurilor de date • Magistrale sincrone • Magistrale asincrone Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  17. Magistrale sincrone (1) • Fiecare cuvânt este transferat pe durata unui număr întreg de cicluri de ceas • Durata este cunoscută atât de unitatea sursă, cât şi de cea destinaţie sincronizare • Sincronizarea: • Conectarea ambelor unităţi la un semnal de ceas comun distanţe scurte • Utilizarea unor semnale de ceas separate pentru fiecare unitatetrebuie transmise semnale de sincronizare în mod periodic Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  18. Magistrale sincrone (2) Transfer sincron – Citire Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  19. Magistrale sincrone (3) Transfer sincron – Scriere Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  20. Magistrale sincrone (4) • Cerinţa ca unitatea slave să răspundă în următorul ciclu de ceas poate fi eliminată • Se introduce un semnal de control suplimentarACK sau WAIT, controlat de unitatea slave • Semnalul este activat doar atunci când unitatea slave a terminat transferul datelor • Unitatea master aşteaptă până când recepţionează semnalul ACK sau WAITse introducstări de aşteptare Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  21. Magistrale sincrone (5) • Dezavantaje ale magistralelor sincrone: • Dacă un transfer se termină înaintea unui număr întreg de cicluri, trebuie să se aştepte până la sfârşitul ciclului • Viteza trebuie aleasă după dispozitivul cel mai lent • După alegerea unui ciclu de magistrală, este dificil să se utilizeze avantajele îmbunătăţirilor tehnologiceviitoare Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  22. Sincronizarea transferurilor de date • Sincronizarea transferurilor de date • Magistrale sincrone • Magistrale asincrone Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  23. Magistrale asincrone (1) • O magistrală asincronă eliminădezavantajele magistralelor sincrone • În locul semnalului de ceas se utilizeazăsemnale de control suplimentareşi un protocol logic între unităţi (sursă, destinaţie) • Protocolul poate fi: • Unidirecţional – semnalele de sincronizare sunt generate de una din cele două unităţi • Bidirecţional – ambele unităţi generează semnale de sincronizare Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  24. Magistrale asincrone (2) • Transfer prin protocol unidirecţional • (a) Transfer iniţiat de sursă DREADY(Data Ready) • (b) Transfer iniţiat de destinaţie DREQ(Data Request) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  25. Magistrale asincrone (3) • Semnalele DREADYşi DREQpot fi utilizate pentru: • Transferul datelor de la unitatea sursă pe magistrală • Încărcarea datelor de pe magistrală de către unitatea destinaţie • Semnale de strob • Exemplu: Sursa generează un cuvânt de date în mod asincron şi îl plasează într‑un registru buffer Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  26. Magistrale asincrone (4) • Semnalul DREQ validează intrarea de ceas a bufferului Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  27. Magistrale asincrone (5) • Dezavantajul protocolului unidirecţional: nu permite verificarea terminării cu succes a transferului • Exemplu: Într‑un transfer iniţiat de sursă, aceasta nu are confirmarea recepţiei datelor de către destinaţie • Soluţia: introducerea unui semnal de confirmareACK (Acknowledge) protocol bidirecţional Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  28. Magistrale asincrone (6) (a) Transfer prin protocol bidirecţional iniţiat de sursă Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  29. Magistrale asincrone (7) (b) Transfer prin protocol bidirecţional iniţiat de destinaţie Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  30. Magistrale asincrone (8) Operaţie de citire din memorie utilizând o magistrală asincronă Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  31. Magistrale asincrone (9) • MSYN(MasterSynchronization) • SSYN(Slave Synchronization) • Protocol cu intercondiţionare totală: fiecare acţiune este condiţionată de o acţiune anterioară Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  32. 3. Magistrale • Introducere • Consideraţii electrice • Sincronizarea transferurilor de date • Arbitrajul de magistrală • Magistrala VME • Magistrale locale • Magistrala PCI • Variante ale magistralei PCI • Magistrale seriale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  33. Arbitrajul de magistrală • Arbitrajul de magistrală • Arbitrarea centralizată • Arbitrarea descentralizată Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  34. Arbitrajul de magistrală • Are rolul de a determina modulul care va deveni masterîn cazul unor cereri simultane • Metodede arbitrare • Centralizate: alocarea magistralei este realizată de un arbitru de magistrală • Descentralizate (distribuite): nu există un arbitru de magistrală Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  35. Arbitrajul de magistrală • Arbitrajul de magistrală • Arbitrarea centralizată • Arbitrarea descentralizată Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  36. Arbitrarea centralizată (1) • Metode de arbitrare centralizată: • Conectarea în lanţ a dispozitivelor • Cereri independente • Interogare • Arbitrare centralizată în care se utilizează o conexiune în lanţa dispozitivelor • O singură linie de cerere a magistralei, BUSREQ (BusRequest)SAU cablat • O linie de acordare a magistralei BUSGNT (Bus Grant) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  37. Arbitrarea centralizată (2) • Dispozitivul cel mai apropiat fizic de arbitru detectează semnalul de pe linia BUSGNT Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  38. Arbitrarea centralizată (3) • Sunt necesare doar două linii de control pentru arbitrajul de magistrală • Prioritatea dispozitivelor este fixă → dată de ordinea înlănţuirii prin linia BUSGNT • Pentru a modifica priorităţile implicite, magistralele pot avea mai multe nivele de prioritate • Pentru fiecare nivel de prioritate, există o linie de cerere şi una de acordare a magistralei Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  39. Arbitrarea centralizată (4) • Fiecare dispozitiv se conectează la una din liniile de cerere, după prioritatea dispozitivului Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  40. Arbitrarea centralizată (5) • Conectarea în lanţ – avantaje: • Număr redus de linii de control necesare • Posibilitatea conectării, în mod teoretic, a unui număr nelimitat de dispozitive • Conectarea în lanţ – dezavantaje: • Priorităţi fixe ale dispozitivelor • Un dispozitiv cu prioritate ridicată poate bloca un dispozitiv cu prioritate redusă • Susceptibilitatea la defectele liniei BUSGNT Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  41. Arbitrarea centralizată (6) • Arbitrare centralizată prin metoda cererilor independente • Existălinii separate BUSREQşi BUSGNT pentru fiecare dispozitiv • Arbitrul poate identificaimediat toate dispozitivele care solicită magistrala şi poate determina prioritatea acestora • Prioritatea cererilor este programabilă • Dezavantaj: pentru controlul a n dispozitive,este necesară conectarea a 2n linii BUSREQşi BUSGNT la arbitru Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  42. Arbitrarea centralizată (7) • Arbitrare centralizată prin interogare • Linia BUSGNTeste înlocuită cu un set de linii de interogare • Dispozitivele solicită accesul la magistrală printr‑o linie comunăBUSREQ • Arbitrul de magistrală generează o secvenţă de adrese pe liniile de interogare • Fiecare dispozitiv compară aceste adrese cu o adresă unicăasignatăacestuia • La egalitate, dispozitivul activează semnalul BUSYşi se conectează la magistrală Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  43. Arbitrarea centralizată (8) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  44. Arbitrarea centralizată (9) • Prioritatea unui dispozitiv este determinată de poziţia adresei sale în secvenţa de interogare • Avantaj: secvenţa poate fi programată dacă liniile de interogare sunt conectate la un registru programabil • Alt avantaj: un defect al unui dispozitiv nu afectează celelalte dispozitive • Avantajele se obţin cu costul unui număr mai mare de linii de control Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  45. Arbitrajul de magistrală • Arbitrajul de magistrală • Arbitrarea centralizată • Arbitrarea descentralizată Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  46. Arbitrarea descentralizată (1) • Nu existăun arbitru de magistrală • Exemplu de arbitrare descentralizată • n linii de cerere cu priorităţi  n dispozitive • Pentru utilizarea magistralei, un dispozitiv activează linia sa de cerere • Toate dispozitivele monitorizează toate liniile de cerere • Dezavantaje: număr mai mare de linii; număr limitat de dispozitive Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  47. Arbitrarea descentralizată (2) • Exemplu de arbitrare descentralizată cu numai trei linii • BUSREQ SAU cablat • BUSY activat de dispozitivul master • Linie de arbitrare  conectată în lanţ • Metoda este similară cu arbitrarea prin conectarea în lanţ, dar fără un arbitru • Avantaje: cost mai redus; viteză mai ridicată; nu este susceptibilă la defectele arbitrului Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  48. Arbitrarea descentralizată (3) Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  49. 3. Magistrale • Introducere • Consideraţii electrice • Sincronizarea transferurilor de date • Arbitrajul de magistrală • Magistrala VME • Magistrale locale • Magistrala PCI • Variante ale magistralei PCI • Magistrale seriale Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

  50. Magistrala VME • Magistrala VME • Prezentare generală • Variante VME paralele • Module şi conectori • Standardul VXS Sisteme de intrare/ieşire şi echipamente periferice (03-1)

More Related