9 Шинная организация мпс. Архитектура с иерархией шин. Магистраль микропроцессорной системы.

• Шина системы - физическая группа линий передачи сигналов, имеющих схожие функции в рамках МПС.

• Наибольшее распространение получили МПС с одной шиной, с двумя или тремя видами шин.

• В МПС с одной шиной имеется одна системная шина, обеспечивающая обмен информацией между процессором и памятью, а также между устройствами ввода/вывода, с одной стороны, и процессором либо памятью – с другой.

• Преимущества: простота и низкая стоимость.

• Недостатки: одношинная организация не в состоянии обеспечить высокую скорость обмена.

Достоинства архитектуры с непосредственными связями:

• возможность развязки узких мест путем улучшения структуры и характеристик только определенных связей, что экономически может быть наиболее выгодным решением.

У фон-неймановских ЭВМ таким узким местом является канал пересылки данных между процессором и памятью, и развязать его достаточно непросто. Кроме того, системы с непосредственными связями плохо поддаются реконфигурации.

Архитектура с иерархией шин

Архитектура с иерархией шин содержит помимо системной шины несколько дополнительных шин, которые могут обеспечивать непосредственную связь между устройствами с наиболее интенсивным обменом, например, ЦП и кэш-памятью.

• Хотя контроллеры устройств ввода/вывода могут быть подсоединены непосредственно к системной шине, больший эффект (например, по увеличению скорости передачи информации) достигается применением одной или нескольких шин ввода/вывода.

Устройства ввода/вывода подключаются к шинам ВВ, которые берут на себя основной обмен, не связанный с выходом на процессор или память. Подключение осуществляется с помощью адаптеров шин, которые обеспечивают буферизацию данных при их пересылке между системной шиной и контроллерами устройств ввода/вывода. Это позволяет МПС поддерживать работу множества УВВ и одновременно развязать обмен информацией по тракту процессор-память и обмен информацией с устройствами ввода/вывода.

• Для подключения быстродействующих периферийных устройств в систему шин может быть добавлена дополнительная высокоскоростная шина расширения. Шины ВВ подключаются к шине расширения, а уже с нее через адаптер к шине процессор-память. Такая организация шин называется архитектурой с «пристройкой» (mezzanine architecture).

10 Состав шин в магистральной организации мпс. Назначение и характеристики шин мпс.

На физическом уровне МП взаимодействует с памятью и периферийными устройствами через единый набор системных шин − внутрисистемную магистраль.

• В общем случае магистраль обеспечивает три вида передачи данных:

1) процессор ↔ память;

2) процессор ↔ интерфейс периферийного устройства;

3) память ↔ интерфейс периферийного устройства (канал прямого доступа к памяти).

Виды передачи данных.

• В первых 2-х случаях передачей данных управляет МП. Память и интерфейс по управляющим сигналам от процессора осуществляют передачу данных. Направление передачи данных определяется МП.

• Пересылка данных внутрь процессора называется считыванием (вводом), Пересылка данных из процессора − записью (выводом).

• Шина системы - физическая группа линий передачи сигналов, имеющих схожие функции в рамках МПС.

• Наибольшее распространение получили МПС с одной шиной, с двумя или тремя видами шин.

• В МПС с одной шиной имеется одна системная шина, обеспечивающая обмен информацией между процессором и памятью, а также между устройствами ввода/вывода, с одной стороны, и процессором либо памятью – с другой.

• Преимущества: простота и низкая стоимость.

• Недостатки: одношинная организация не в состоянии обеспечить высокую скорость обмена.