SzA11. Külső sínrendszer Flashcards
Külső sínrendszer fogalma (buszrendszer)
A buszrendszer az egységek (CPU, RAM, perifériák) közötti kommunikáció szolgál. Maga a buszrendszer a kommunikáció infrastrukturális rész. Kommunikáció a buszrendszeren szervezett és egységes módon történik. Adatokat és vezérlőjeleket továbbítunk. Általában több egység kapcsolódik rá. A buszrendszer egy történelmi fejlődés eredménye -> ez bizonyult a legjobbnak.
A buszrendszer jellemzői
- Az adatátvitelben résztvevő eszközök számára biztosítani kell a kijelölést (megcímzés: címmegadás vagy utasítás alapján létrehozott hardveres kapcsolat) és a kizárólagos használatot.
- Meg kell határozni az átvitel irányát (merre megy a kapcsolat)
- Meg kell oldani az eszközök működésének összehangolását (szinkronizáció).
A buszrendszer előnye és jelentősége
Előnye: szabványosított (a jelhasználat és a vezetékkiosztás), ezért az eszközök cserélhetők Jelentősége: a buszrendszer a felhasználó számára transzparens (vagyis nem kell és nem is tud ezzel foglalkozni, automatikusan működik)
Kommunikáció fajtái a buszrendszeren belül
• Egységen belüli kommunikáció (pl.: a processzoron belül) BELSŐ buszrendszer
o kicsik a távolságok -> közös vezérlés, közös órajel
• Egységek közötti kommunikáció (pl.: a processzor és a perifériák között) KÜLSŐ buszrendszer
o viszonylag nagyok a távolságok, jelentős késleltetéssel jár -> nem célszerű a központi óraütemadó alkalmazása
o jelentősek az optimális sebességek közti különbségek az egyes egységek vonatkozásában (pl.: más az optimális sebessége a processzornak és más a billentyűzetek)
o Eltérő architektúrák
Buszrendszerek csoportosítása az átvitel iránya szerint
a. szimplex (CLK, RST)
b. félduplex
c. duplex (adatbusz)
Buszrendszerek csoportosítása az átvitel jellege szerint
a. dedikált buszrendszer: gyors, megbízható Minden egységet, minden egységgel összekötünk. Leginkább rendszerbuszoknál használják. Előnye: A sok kapcsolat miatt gyors és megbízható (kapcsolat meghibásodása esetén másik útvonalon is tud kommunikálni) Hátránya: Drága a sok vezeték miatt és új egység hozzáadása bonyolult.
kép48
b. shared (megosztott) buszrendszer Minden egység közös buszon kommunikál, de egyidejűleg csak egy adó lehet. Előnyei: Olcsó, szabványos kialakítása miatt új egységek csatlakoztathatóak. Hátrányai: Mivel egyidejűleg csak egy adó használhatja a közös buszt, ezért lassú lehet. A buszhasználat vezérlése bonyolult. Érzékennyé válik a közös busz meghibásodására.
kép49
Buszrendszerek csoportosítása az átvitt tartalom szerint (mit szállít)
a. címbusz (feladata az egységek azonosítása)
b. adatbusz (feladata az adatok továbbítása)
c. vezérlő vezetékek (vonalak, nem busz)
Az adatbusz tulajdonságai
i. ugyanazon a vezetéken keresztül továbbítják a címeket és az adatokat vezetékkel való spórolás céljából + így kevesebb csatlakozó láb kell.
ii. PCI segítségével időbeli multiplexelést hajt végre, azaz ugyanazon a vezetéken átviszi a blokk kezdőcímét, majd ciklikusan az adatokat, közben inkrementálással állapítva meg a címet
Mit szállítanak a vezérlő vezetékek?
i. éppen adat vagy cím van-e a buszon (adatbusz: 8, 16, 32, 64 bit)
ii. vezérlési információk és az egység állapotáról szóló információk továbbítására szolgálnak
Milyen vezérlési információkat szállítanak a vezérlő vezetékek?
- Adatátvitelt vezérlő jelek
- Megszakítást vezérlő jelek (megszakítás kérés, visszaigazolás)
- Buszfoglalással kapcsolatos vezérlővezetékek (sínfoglalás kérése, jelzése és engedélyezése )
- egyéb (cclk, rst)
Adatátvitelt vezérlő jelek
a. M/IO: memória vagy input-output. Megmondja, hogy a vezetéken a memória vagy IO cím található
b. R/W: read/write. Az adatátvitel irányát mutatja meg a processzor (CPU) felől nézve
c. B/W: byte/word. Azadat hosszát, a párhuzamosan átvitt bitek számát mutatja meg.
d. AS: address strobe. Megmutatja, hogy a rendszerbuszra címet helyeztünk-e
e. DS: data strobe. Megmutatja, hogy a rendszerbuszra adatot helyeztünk-e
f. A/D: address/data. Megmutatja, hogy az adott buszon adat vagy cím van
g. RDY: ready. Megmutatja, hogy az átvitel befejeződött, vagy az eszköz készen áll
Buszrendszerek csoportosítása az összekapcsolt terület szerint
Processzorsín: feladata a processzor-memória és a buszvezérlő forgalmának biztosítása.
Bővítőbusz: feladata a perifériák csatlakoztatása a processzor-memória kettőshöz.
kép50
Buszrendszerek csoportosítása átvitel módja szerint
párhuzamos busz, soros busz
Soros, párhuzamos buszok
Több vezetéken párhuzamosan továbbítja az adatokat (ISA, PCI). Hátrány: sok vezeték -> komplex, drága. Sok helyet foglalnak. A sebesség folyamatosan nő! Egyetlen gyors vezetéken több adat továbbítható, mint több lassún! Sorosítás -> kódolással (bitsorozatok). Párhuzamos port létrehozása viszonylag egyszerű, könnyen implementálható „rá kell másolni a buszra az adatot”. Soros átvitelnél vissza kell konvertálni az adatot párhuzamossá.
A párhuzamos buszok nem alkalmasak nagyfrekvenciás átvitelre, mert:
- vezetékek közötti időeltérés (delay skew)
- a sok párhuzamos vezeték rengeteg elektromágneses interferenciát generál (EMI – elektromágneses zaj -> zaj miatt sérülhet az adat)
- áthallás a vezetékek között szintén interferenciát eredményez (távolságfüggő, ezért limitált a távolság)
- nehezen bővíthető. Soros buszoknál szoftveresen is lehet bővíteni -> rugalmasabbak