ВОПРОСЫ ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ САМОСТОЯТЕЛЬНОЙ РАБОТЫ

ПО ДИСЦИПЛИНЕ «МИКРОПРОЦЕССОРНЫЕ СИСТЕМЫ» ЧАСТЬ II

Раздел: ПРОЕКТИРОВАНИЕ МИКРОПРОЦЕССОРНЫХ СИСТЕМ

Тема: Проектирование однопроцессорных МПС на основе МПК К1810

1. Какая основная задача решается при проектировании МПС на основе однокристальных микропроцессоров? Приведите характеристику локальной шины МкПр К1810ВМ86 по назначению и выполняемым функциям. Режимы работы МкПр К1810ВМ86? Что такое биты состояния ЦП? Приведите примеры кодов состояний. Как используются биты состояния ЦП контроллером шины ВГ88? Какие сигналы управления формирует контроллер шины ВГ88 и для каких целей? Приведите схему организации интерфейса МПС на основе БИС контроллера шины ВГ88 и дополнительных БИС. Какие функции выполняют эти БИС?

2. Приведите схему подключения математического сопроцессора ВМ87 по схеме с сильно связанной конфигурацией и алгоритм работы сопроцессора в составе МПС. Как осуществляется обработка исключительных ситуаций при работе математического сопроцессора, включенного по схеме с сильно связанной конфигурацией? Перечислите эти исключительные ситуации. Какой формат имеют команды, относящиеся к математическому сопроцессору? Какая информация указывается в формате команды? Как выполняется эта команда в сопроцессоре? Особенности системы команд математического сопроцессора при обработке данных различных форматов (слово, двойное слово, ПЗ).

3. Как организована оперативная память МПС на основе ЦП К1810ВМ86? Как реализуется выполнение байтовых и словных команд, если данные:

• выровнены по границе слова;

• не выровнены по границе слова.

Как распознаются данные ситуации?

Что служит командным циклом процессора или протоколом обмена информацией по системному интерфейсу между ЦП и внешними по отношению к нему устройствами, подключаемыми к этому интерфейсу? Представьте диаграмму выполнения командного цикла процессора на общей шине (системном интерфейсе) для команды формата регистр-память с записью результата в память.

4. Какова продолжительность нормального цикла шины МкПр ВМ86? Что такое цикл с 0 тактов ожидания? Для какого типа памяти он используется? Что такое удлиненный цикл шины? Какова продолжительность удлиненного цикла шины МкПр ВМ86? Как он формируется? Какие типы циклов для МПС К1810ВМ86 Вы знаете и их назначение? Какие преобразования в контроллере шины, на общей шине и во внешних по отношению к ЦП устройствах выполняется в каждом такте цикла шины чтения и записи для МпПр ВМ86? Приведите временные диаграммы нормального и удлиненного циклов шины чтения и записи.

Тема: Проектирование мультипроцессорных мпс на основе мпк к1810

1. Приведите определение мультипроцессорной системы. Какие задачи решаются при проектировании мультипроцессорных систем? В каких вычислительных системах применяются мультипроцессорные системы со слабо связанной конфигурацией? Приведите структурную схему мультипроцессорной ВС со слабо связанной конфигурацией. Какие функции выполняет логика управления системной шиной и логика управления резидентной шиной? Перечислите достоинства вычислительных мультипроцессорных систем со слабо связанной конфигурацией. Какие задачи решаются при проектировании мультипроцессорных систем? Какие методы приоритетной обработки запросов для мультипроцессорных ВС Вы знаете?

2. Метод приоритетной цепочки обработки запросов для мультипроцессорных ВС. Схема включения. Назначение линий магистрали управления контроллера приоритетов. Как определяется приоритет процессорного модуля? Достоинства и недостатки метода.

Приведите алгоритм работы контроллера приоритетов для метода приоритетной цепочки обработки запросов в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

3. Метод опроса или полинга обработки запросов для мультипроцессорных ВС. Схема включения. Назначение линий магистрали управления контроллера приоритетов. Как определяется приоритет процессорного модуля? Возможные варианты. Достоинства и недостатки метода.

Приведите алгоритм работы контроллера приоритетов для опроса или полинга обработки запросов в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

4. Метод независимых запросов (параллельной) обработки запросов для мультипроцессорных ВС. Схема включения. Назначение линий магистрали управления контроллера приоритетов. Как определяется приоритет процессорного модуля? Достоинства и недостатки метода.

Приведите алгоритм работы контроллера приоритетов для метода независимых запросов (параллельной) обработки запросов в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

5. Какие функции выполняет арбитр шины К580ВБ89 в составе мультипроцессорной ВС? Назначение выводов БИС арбитра шины ВБ89. Какие методы обработки приоритетов для запросов от процессорных модулей в контроллере приоритетов могут быть реализованы для подключения арбитра шины ВБ89? Какие из этих методов не требуют дополнительных затрат оборудования? Метод последовательных запросов на основе арбитра шины ВБ89. Схема включения процессорных модулей с арбитром шины ВБ89. Приведите алгоритм работы арбитра шины (контроллера приоритетов) в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

Достоинства и недостатки метода. Ограничения на его применение.

6. Метод параллельной обработки запросов на основе арбитра шины ВБ89. Схема включения процессорных модулей с арбитром шины ВБ89. Приведите алгоритм работы арбитра шины (контроллера приоритетов) в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

Достоинства и недостатки метода.

7. Какой дополнительный метод обработки запросов от процессорных модулей может быть получен на основе метода параллельной обработки запросов с арбитром шины ВБ89? Приведите схему контроллера приоритетов и алгоритм работы арбитра шины (контроллера приоритетов) в мультипроцессорных ВС для следующих ситуаций (по схеме):

• системная шина свободна, запрос поступает от процессорного модуля с номером 2;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более низким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ;

• системная шина занята, запрос поступает от процессорного модуля с более высоким приоритетом, чем тот, который выполняет обмен по СШ.

Достоинства и недостатки метода. Области применения.

8. Назначение выводов ANYRQST (любой запрос) и ~CRQLCK (блокировка общего запроса) в составе арбитра шины ВБ89. Какие режимы (дисциплины обслуживания приоритетов) можно установить при помощи этих выводов? В каких режимах работы с системной и другими шинами реализованы в арбитре шины ВБ89? Как устанавливаются эти режимы? Арбитр шины ВБ89. Режим управления системной шиной. Установка режима. Схема включения процессорных модулей. Какие связи надо добавить в однопроцессорный модуль для получения данной схемы? Как арбитр шины выполняет роль разрешения конфликтов по доступу к системной шине? Достоинства и недостатки метода. Область применения.

9. Арбитр шины ВБ89. Режим управления системной и периферийной шинами. Установка режима. Схема включения процессорных модулей. Какие узлы и связи надо добавить в однопроцессорный модуль (или процессорный модуль в режиме управления системной шиной) для получения данной схемы? Как арбитр шины выполняет роль разрешения конфликтов по доступу к системной и периферийной шине? Достоинства и недостатки метода. Область применения. По каким командам выполняется обращение к системной ОП и системным УВВ? По каким командам выполняется обращение к ОП и УВВ, подключенным к периферийной шине? Приведите фрагмент программ для обращения ко всем этим устройствам.

10. Арбитр шины ВБ89. Режим управления системной и резидентной шинами. Установка режима. Схема включения процессорных модулей. Какие узлы и связи надо добавить в однопроцессорный модуль (или процессорный модуль в режиме управления системной шиной) для получения данной схемы? Какое устройство и как определяет тип шины, с которой будет выполняться обмен? Как арбитр шины выполняет роль разрешения конфликтов по доступу к системной и резидентной шине? Достоинства и недостатки метода. Области применения.

11. Арбитр шины ВБ89. Режим управления системной, периферийной и резидентной шинами. Установка режима. Схема включения процессорных модулей. Какие узлы и связи надо добавить в однопроцессорный модуль (или процессорный модуль в режиме управления системной шиной или другие схемы включения арбитра шины) для получения данной схемы? Какое устройство или другие признаки и как определяют тип шины, с которой будет выполняться обмен? Как арбитр шины выполняет роль разрешения конфликтов по доступу к системной, периферийной и резидентной шине? Достоинства и недостатки метода. Области применения. Какими методами можно увеличить пропускную способность системной шины для рассмотренных методов и режимов работы арбитра шины ВБ89? Приведите схему технической реализации метода и алгоритм работы.