26. Тоо мпс. Структура и характеристики однопроцессорных мпс на базе общей шины (ош).

Межмодульные связи и обмен информацией между модулями осуществляются посредством шин (магистралей), к которым имеют доступ все основные модули системы. В МПС в каждый данный момент времени возможен обмен информацией только между двумя модулями системы. Ситуация, при которой три или более модуля требуют одновременного доступа к одной магистрали, является недопустимой, так как она приводит к появлению конфликта. Поэтому обмен информацией в магистрально-модульных системах производится, как правило, путем разделения (арбитража) во времени управления модулями системы магистралей. Особенностью магистрально-модульного принципа построения МПС является необходимость информационно - логической совместимости модулей. Он реализуется путем использования единых способов представления информации, алгоритмов управления обменом, форматов команд управления обменом и способов синхронизации, то есть выполнения определенных электрических и конструктивных требований при построении интерфейсов. Наибольшее применение получила трех-шинная структура, содержащая шину адреса, шину данных и шину управления.

Ведущее устройство выставляет запрос на обмен, т. е. фактически запрос на захват ОШ. Получив ОШ в свое распоряжение, ведущее устройство выставляет адрес ведомого устройства и управляет обменом информации с ним по ОШ, посылая необходимую адресную и управляющую информацию. Например, при обмене с ОП – адрес ячейки ОП и сигнал чт./зап. Такую структуру имеют обычно мини – и микро-ЭВМ.

Достоинства: простота структуры и обмена информации по ОШ. Это обеспечило широкое использование такой структуры в ранних мини-ЭВМ и персональных компьютерах, а также в контроллерах – небольших МПС, предназначенных для управления производственными и бытовыми устройствами и приборами. Недостатки: при большом количестве устройств ПУ, ОШ становится «узким» местом в системе ввиду ее ограниченной пропускной способности. Активные устройства при большой загрузке  ОШ часто обнаруживают ОШ занятой и вынуждены ждать ее освобождения. Ожидание в очереди на обмен ограничивает производительность.

43. Тоо мпс. Системный арбитр i8289.

Предназначен для построения ММПС с конфигурациями ОСИ с локальными ММПУ, максимально количество процессоров 8, реализуемые схемы арбитража последовательны, параллельны, независимые.

Назначение выводов:

CLK - вход для подключения системного генератора.

BCLK – на этот вход подаются импульсы с генератора шины. Входы BCLK всех арбитров объединяются между собой. Вход служит для синхронизации работы всех арбитров в системе.

(не)LOCK – запрещение/освобождение арбитража.

ANYRQS - разрешение арбитру освобождать шину по любому запросу от другого процессора

S0, S1, S2 – коды цикла от процессора. По этим сигналам арбитр определяет, нуждается ли МП в шине или нет.

(не)CBRQLCK – блокировать вход CBRQ. Этот сигнал запрещает арбитру отдавать шину по запросам с более низким приоритетом.

AEN – активный сигнал на этом выходе означает, что арбитр обеспечил «своему» МП доступ к системной шине.

INIT - инициализация (сброс). Этот сигнал заводится на все арбитры системы, и после его поступления арбитры перейдут в начальное состояние и шина будет свободна.

RESB – вход выбора режима работы с резидентной шиной.

IOB – определяет наличие выделенного интерфейса ввода/вывода.

BPRN – вход разрешения приоритетного доступа к системной шине BPRO – выход приоритетного разрешения доступа к шине, используется в схемах последовательного арбитража, в которых выход (не)BPRO соединён со входом (не)BPRN арбитра с более низким приоритетом.

(не)BREQ - запрос захвата шины. Используется в схемах параллельного и циклического разрешения приоритета для запроса управления шиной.

(не)BUSY – вх/вых, признак занятости шины. (не)BUSY = 0 – выдается арбитром получившим управление, и служит для указания другим, что шина занята.

(не)CBRQ – вх/вых общего запроса шины. (не)CBRQ = 0 – таких арбитров, что исключает процедуру захвата шины. (не)CBRQ = 1 – выдается арбитром, который не управляет щиной, но хочет получить доступ к управлению.

Арбитр шин в многопроцессорной системе может обслуживать 1-2 центральных микропроцессоров. При организации многопроцессорных систем нужно разрабатывать схему приоритетного арбитража. При организации схем приоритетного выбора арбитража используется 3 метода: параллельный; последовательный и циклический арбитраж.