-
Кэш команд и данных.
Кэш-память представляет собой быстродействующее статическое ОЗУ небольшого объёма, в котором по мере работы процессора сохраняется наиболее актуальная информация.
Кэш команд и данных предназначен для хранения наиболее часто используемых команд и данных. Использование КЭШа увеличивает эффективность работы процессора.
Т.к. для данных и адреса используется одна шина, то при передаче последнего записи в КЭШ не происходит, и адрес попадает напрямую на D/A шину.
Используется алгоритм сквозной записи, т.е. запись осуществляется одновременно в кэш и в ОП.
Алгоритм замещения информации в кэше - приоритетный FIFO. Принцип действия заключается в том, что у каждого блока есть бит активности, который устанавливается в 1, если к данному блоку происходило обращение. Замещению подлежит блок у которого бит активности установлен в 0.
При выявлении многозначного ответа схема управления формирует сигнал ошибки.
Обычно ОП разрабатывается на базе динамического ОЗУ, быстродействие которого примерно в 10 раз ниже статического. При считывании информации из ОП она попутно запоминается в кэш-памяти, причем “на всякий случай” запоминается информация из соседней с ней ячеек. Так как программы обычно имеют циклический характер, а данные и команды размещены в соседних ячейках, в кэш-памяти постепенно накапливаются, а затем в ходе работы, автоматически обновляются текущие коды команд и данных, которые процессор часто использует. Таким образом в кэш-памяти накапливаются рабочие копии данных, хранимых в основном ОЗУ, причем считывание этих копий производится примерно в 10 раз быстрее, чем если бы считывались оригиналы данных. При записи информации, мы должны обязательно записать новые значения в ОЗУ, поэтому при этой операции мы не можем воспользоваться преимуществами кэш-памяти. Кэш со сквозной записью.
Ниже приведена таблица условий сохранения и обновления информации в ячейках кэш-памяти и ОП.
|
Режим работы |
Наличие копии в кэш-памяти |
Информация рмация |
|
|
В кэш-памяти |
В ОЗУ |
||
|
Чтение |
Копия есть |
Не изменяется |
Не изменяется |
|
Копии нет |
Создается копия |
Не изменяется |
|
|
Запись |
Копия есть |
Обновляется |
Обновляется |
|
Копии нет |
Создается копия |
Обновляется |
|
-
Система ввода – вывода.
По заданию ввод/вывод должен быть условный или программно-управляемый.
При программно-управляемом (условном) вводе/выводе управление обменом информацией осуществляется подпрограммой, которая сама опрашивает устройства на предмет их готовности передавать данные. При данной организации ввода/вывода сводятся к минимуму аппаратные затраты, но увеличивается загруженность процессора.
Flag=1 если все хорошо и RG данных пуст при выводе
Полон при вводе
Условный способ (программно управляемый).
Блок синхронизации.
Блок синхронизации (БС) предназначен для обеспечения синхронной работы всех узлов ЭВМ. В его задачи входит генерация синхропоследовательностей заданной формы и длительности для ЦП, таймера, контроллеров, ОП и других устройств, входящих в состав ЭВМ.
В качестве основы для построения БС можно использовать микропрограммируемый тактовый генератор (например 1804ГГ1) . Это позволит реализовать переменную длительность такта для ЦП, что позволит несколько повысить его производительность.
Использование микросхемы КМ1804ГГ1 в качестве тактового генератора в составе блока синхронизации дает целый ряд преимуществ.
Микросхема имеет стабилизированный с помощью внешнего кварцевого резонатора генератор опорной частоты от 1 до 30 МГц, микропрограммируемую длительность тактовых импульсов от 3 до 10 периодов опорной частоты, состояния "работа", "останов", "ожидание", "шаговый режим". Данные характеристики позволяют использовать эту микросхему для обеспечения синхронной работы всех узлов ЭВМ
|
Синхросигналы для всех узлов ЭВМ |
Рис. 4 Схема блока синхронизации.