Реферат: Обзор процессоров и шин ПВМ начиная с 386 машин
следует отображать на первые два пространства.
Операции на магистрали iPSB осуществляются посредством трех
циклов магистрали. Цикл арбитража определяет следующего вла-
- 31 -
дельца магистрали. Этот цикл состоит из двух фаз: фазы приня-
тия решения, на которой определяется приоритет для управления
магистралью, и фазы захвата, когда связной с наивысшим приори-
тетом начинает цикл пересылки.
Второй цикл магистрали iPSB - цикл пересылки, реализует пе-
ресылку данных между владельцем и другим связным. Третий цикл
iPSB - цикл исключения, указывает на возбуждение исключения в
течении цикла пересылки.
4.7.2 Магистраль локального расширения iLBX II
Магистраль локального расширения iLBX II является быстро-
действующей магистралью, предназначенной для быстрого доступа
к памяти, расположенной на отдельных платах. Одна магистраль
iLBX II поддерживает либо две процессорные подсистемы плюс че-
тыре подсистемы памяти, либо одну процессорную подсистему плюс
пять подсистем памяти. При необходимости иметь большой объем
памяти система MULTIBUS II может включать более одной магист-
рали iLBX II. В системе на базе МП 80386 с тактовой частотой
16 МГц типичный цикл доступа iLBX требует 6 циклов ожидания.
Для магистрали iLBX характерны 32-разрядная шина данных и
26-разрядная шина адресов. Поскольку эти шины разделены, воз-
никает возможность конвейерных операций в цикле пересылки. К
дополнительным особенностям магистрали iLBX относятся: 1) од-
нонаправленное подтверждение при быстрой пересылке данных, 2)
пространство межсоединений (для каждого связного магистрали),
через которое первичный запрашивающий связной инициализирует и
- 32 -
настраивает всех остальных связных магистрали, и 3) средство
взаимного исключения, позволяющее управлять многопортовой па-
мятью.
4.7.3 Последовательная магистраль iSSB
Относительно дешевая последовательная системная магистраль
iSSB может использоваться вместо параллельной системной ма-
гистрали iPSB в тех случаях, когда не требуется высокая произ-
водительность последней. Магистраль iSSB может содержать до 32
связных магистрали, распределенных на длине максимум 10 м. Уп-
равление магистралью ведется с помощью стандартного протокола
множественного доступа с опросом несущей и разрешением конф-
ликтов (CSMA/CD). Связные магистрали используют этот протокол
для передачи данных по мере своей готовности. В случае однов-
ременного инициирования передачи двумя или несколькими связны-
ми вступает в действие алгоритм разрешения конфликтов обеспе-
чивающий справедливое предоставление доступа всем запрашиваю-
щим связным.
5.1 Ведущие
Ведущим является любой модуль, который обладает возмож-
ностью захвата магистрали. Модуль захватывает магистраль с по-
мощью логических схем обмена и инициирует передачу данных по
магистрали, используя для этого либо встроенные процессоры,
- 33 -
либо специальные логические схемы. Ведущие генерируют сигналы
сигналы управления, адресные сигналы, а также адреса памяти
или устройств ввода-вывода.
Ведущий может работать в одном из двух режимов: режиме 1
или режиме 2. В режиме 1 ведущий ограничен одной передачей по
магистрали через каждое подключение к шине. Если все ведущие в
системе используют режим 1, скорость работы системы ограничи-
вается максимальной величиной цикла занятости магистрали. Это
позволяет разработчикам прогнозировать общую производитель-
ность конкретной системы.
В режиме 2 у ведущих больше возможностей захвата магистра-
ли, они могут инициировать обмен с наложением на текущую опе-
рацию. В этом режиме разрешены тайм-ауты магистрали, и опера-
ции ведущих не ограничены максимальной величиной цикла заня-
тости магистрали. Режим 2 обеспечивает широкий класс операций,
что придает системе гибкость при удовлетворении запросов поль-
зователей.
5.2 Ведомые
- 34 -
Устройства ввода-
вывода пользователя ╔═════════╤═════╤═══════╗
‑ ‑ ║ Ведущий │ ЦП │ ║
│ │ ║ └─────┘ ║ - 12 -
╔══════════════════╗ ╔═══════════════╗ ╟────────┐ ‑ ┌──────╢
║ Ведомый ║ ║ Ведомый ║ ║ Обмен с│ │ │Ввод- ║
║ ║ ╟────────┬────────╢ ║ магис- │ │ │вывод ║
║ Глобальный ║ ║Парал- │Последо-║ ║ тралью │ │ └──────╢
║ (системный) ║ ║лельный │ватель- ║ ╟──┬─────┘ │ ┌──────╢
║ ввод-вывод ║ ║ввод-вы-│ный ввод║ ║ │ │_─_│Память║
║ ║ ║вод │вывод ║ ║ │ └──────╢
║ ║ ╟────────┴────────╢ ║ │ ┌─────┐ ║
╚═╤════════════════╝ ║ Глобальный ║ ║ └──────_│Буфер│ ║
│ ‑ ‑ ‑ ║ (системный) ║ ║ └─┬───┘ ║
│ │ │ │ ║ ввод-вывод ║ ║ │ ║ ║
│ │ │ │ ╚═╤═══════════════╝ ╚════════════╪══════════╝
│ │ │ │ │ ‑ ‑ ‑ │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│а │б │в │г │а │б │в │г │
│ │ │ │ │ │ │ │ │
│ │ │ │
_══════════╧════╧════════════════╧════╧══════════════════════════_
Шина Рис. 7
Буквами обозначено: а - Подтверждение; б - Данные; в - Ад-
рес; г - Команда;
- 35 -
Ведомые выполняют лишь функции получателей в процессе реа-
лизации запросов на передачу данных. Ведомые декодируют состо-
яние адресных линий и действуют в соответствии с сигналами уп-
равления от ведущих. На рис. 7 изображены примеры ведущих и
ведомых на магистрали MULTIBUS.
5.3 Операции на магистрали
Система MULTIBUS допускает наличие нескольких ведущих на
магистрали, каждый из которых захватывает магистраль по мере
возникновения необходимости в передаче данных. Ведущие осу-
ществляют захват магистрали с помощью специальной последова-
тельности обмена. В эту последовательность входят шесть сигна-
лов, позволяющих ведущему определять, свободна ли магистраль
и нет ли запросов на ее захват от других ведущих с более высо-
ким приоритетом, а также захватывать и освобождать магистраль.
Арбитраж приоритетов. Система предусматривает две схемы ар-
битража приоритетов: последовательную и параллельную. В после-
довательной схеме приоритет ведущего определяется с помощью
последовательной цепочки, в которой выход разрешения от каждо-
го модуля соединяется с входом разрешения модуля с более низ-
ким приоритетом. На одном конце цепочки оказывается модуль с
наивысшим приоритетом, на другом конце - с наинизшим.
Приоритет в последовательной схеме определяется при каждом
запросе магистрали. Если магистраль не захвачена ведущим с бо-
лее высоким или равным приоритетом, запрос данного ведущего
удовлетворяется. Число ведущих, обьединенных последовательной
цепочкой, ограничено временем прохождения по цепочке сигнала
- 36 -
приоритета, которое не должно превышать длительности цикла ма-
гистрали. Если используется частота 10 МГц, в цепочке может
быть не более трех ведущих.
В параллельной схеме доступом к магистрали ведает специаль-
ный арбитр. При этом определение очередного ведущего на ма-
гистрали производится на основе списка фиксированных приорите-
тов или каким-то другим способом, заданны в системе. На рис. 6
показана одна из схем параллельного арбитража.
5.4 Архитектура магистрали
В магистраль MULTIBUS входят 16 линий данных, 20 адресных
линий, 8 линий многоуровневых прерываний, а также линии управ-
ления и арбитража. Такое большое количество линий позволяет
одновременно использовать в системе и 8- и 16-разрядные веду-
щие модули.
Система MULTIBUS использует собственный тактовый генератор,
независимый от тактовых генераторов обьединяемых модулей. На-
личие независимого генератора позволяет использовать магист-
раль ведущими с различными тактовыми частотами, причем они мо-
гут выходить на магистраль асинхронно по отношению друг к дру-
гу.
- 37 -
Рис.8
┌──────────┐
┌────┼───┐ │ Выходы для других
│ │ │ │ ведущих
│ │ ┌┴┴┴┴┴┴┴┴┐
│ │ ├12345678│
│ │ ├────────┤ Арбитр
│ │ │ │ магистрали
│ │ │12345678│
│ │ └┬┬┬┬┬┬┬┬┘ Выходы для других
┌─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─│ ─ ─│ ─ │─ ─ ─ ┘ ведущих
│ │ │ ┌┘ └─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ─ ── ─ ─┐
└────┼──────────────────────────┬──────────────────────┐
│┌─────────────────┐ │ │ ┌─────────────────┐ │ ┌─────────────────┐│
│ Ведущий │ │ │ Ведущий │ │ │Ведущий ││
└┤ Вход разрешения │ │ └─ ─┤ Вход разрешения │ │ └─┤Вход разрешения ││
│ приоритета │ │ │ приоритета │ │ │приоритета ││
│ Запрос ├─┘ │ Запрос ├─┘ │ Запрос ├┘
│ магистрали│ │ магистрали│ │ магистрали │
└─────────────────┘ └─────────────────┘ └─────────────────┘
Приоритет 8 Приоритет 1 Промежуточный
(низший) (высший) приоритет
(между 1 и 8)
Принципы арбитража в системе MULTIBUS позволяют медленным ве-
дущим равноправно конкурировать за захват магистрали. Однако
- 38 -
после того, как модуль захватил магистраль, скорость передачи
определяется возможностями передающего и принимающего модулей.
Основное назначение магистрали MULTIBUS в обеспечении кана-
ла для передачи данных между модулями, подключенными к шине.
Система позволяет использовать платы с различными возможностя-
ми, изменять ширину шин данных и адресов ввода-вывода, уста-
