ШИРИНА ШИНЫ
Первая модель IBM PC содержала процессор 8088 и 20 битную адресную шину. Шина позволяла обращаться к 1 Мбайт памяти.
Процессор 80286 уже использовал 16 Мбайт памяти, что потребовало увеличения адресных линий на 4.
Для совместимости со старой версией пришлось оставить изначальные 20 и помимо 4 адресных добавить еще и отдельные линии управления.
Когда появился процессор 80386, было добавлено еще 8 адресных линий и несколько управляющих линий.
52
ШИРИНА ШИНЫ
53
53
ШИРИНА ШИНЫ
Увеличивается не только число адресных линий, но и число информационных линий.
Увеличение пропускной способности шины можно добиться двумя способами: сократить время цикла шины (сделать большое количество передач в секунду) или увеличить ширину шины данных (увеличить количество битов за одну передачу).
Сигналы на разных линиях передаются с разной скоростью
– перекос шины.
При увеличении скорости работы шины возникает проблема несовместимости с более старыми версиями. Поэтому чаще всего производители просто добавляют новые линии. Чтобы не раздувать ширину линии, производители используют мультиплексирование: одни и те же проводники в разные моменты времени используются для передачи и данных и адресов.
54
СИНХРОНИЗАЦИЯ ШИНЫ
Синхронная шина содержит линию, которая запускается кварцевым генератором. Сигнал на этой линии представляет собой меандр с частотой обычно от 5 до 100 МГц. Любое действие шины занимает целое число так называемых циклов шины.
Асинхронная шина не содержит задающего генератора. Циклы шины могут быть любой требуемой длины и не обязательно равны по отношения ко всем парам устройств.
55
СИНХРОННЫЕ ШИНЫ
Рассмотрим работу шины с задающим генератором на 40МГц, который дает цикл шины в 25 нс.
Предположим, что считывание информации из памяти занимает 40 нс с того момента, как адрес стал постоянным.
Считывание одного слова займет три цикла.
Первый цикл начинается на фронте отрезка Т1 а третий заканчивается на фронте отрезка Т4.
56
СИНХРОННЫЕ ШИНЫ
АСИНХРОННЫЕ ШИНЫ
Если синхронная шина соединяет ряд устройств, работающих с разными скоростями, то шина подстраивается под самое медленное устройство, а более быстрые не могут использовать свой потенциал.
В предыдущем примере, если предположить, что установлена память с временем доступа не 40нс, а 10нс, то увеличения производительности шины все равно не произойдет.
58
АСИНХРОННЫЕ ШИНЫ
Асинхронная шина не имеет привязки к задающему генератору.
Когда задающее устройство устанавливает адрес или любой другой требуемый сигнал, оно выдает сигнал, который называется MSYN (Master SYNchronization).
Когда подчиненное устройство принимает этот сигнал, оно начинает выполнять свою работу настолько быстро, насколько способно.
Когда работа закончена, устройство выдает сигнал SSYN (Slave SYNchronization). Сигнал SSYN означает для задающего устройства, что данные доступны.
Происходит фиксация данных, затем задающее устройство отключает адресные линии вместе с MREQ, RD, MSYN.
Отмена сигнала MSYN для подчиненного устройства означает, что цикл закончен.
59
АСИНХРОННЫЕ ШИНЫ
АСИНХРОННЫЕ ШИНЫ
Набор взаимообусловленных сигналов MSYN – SSYN называется полным квитированием. В действительности происходит 4 события:
Установка сигнала MSYN
Установка сигнала SSYN в ответ на сигнал MSYN
Отмена сигнала MSYN в ответ на сигнал SSYN
Отмена сигнала SSYN в ответ на отмену сигнала MSYN
Следует отметить, что сигналы не зависят от синхронизирующего сигнала. Каждое событие вызывается предыдущим событием, а не импульсами генератора. Если пара какихто устройств “тормозит”, то этот факт никак не повлияет на скорость работы более быстрых устройств.
61