Системный интерфейс пэвм. Функции, характеристики, требования к интерфейсу. Организация обмена данными.
Системный интерфейс - система связи блоков ЭВМ между собой, представляющая собой совокупность линий связи, схем сопряжения с компонентами машины, протоколов передачи и преобразования сигналов, предназначенная для взаимодействия устройств и обмена информацией между ними.
Существуют два варианта организации системного интерфейса: многосвязный: каждый блок связан с прочими локальными шинами; односвязный: все блоки связаны друг с другом через общую шину.
Как правило, в качестве системного интерфейса используется системная шина. Системная шина включает в себя: линии данных (Д или D); линии адреса (А); линии управления (У или C).
Системная шина обеспечивает три направления передачи информации: между ЦП и ОП; между ЦП и портами I/O внешних устройств; между ОП и портами I/O внешних устройств.
Все блоки (их порты ввода-вывода), через унифицированные разъемы подключаются к шине единообразно: непосредственно или через контроллеры. Управление системной шиной осуществляется ЦП либо непосредственно, либо через контроллер шины.
Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются: количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (8, 16, 32, 64 и т.д.) и тактовой частоты.
В качестве системной шины в разных ПК используются: шины расширений - шины общего назначения, позволяющие подключать большое число разнообразных устройств (ISA, EISA, MCA); локальные шины - подключаемые непосредственно к шине ЦП и обеспечивающие связь с некоторыми внешними скоростными устройствами (VLB, PCI).
Характеристики интерфейсов: разрядность шин адреса и данных, частота, пропускная способность, максимальная нагрузка, максимальная длина.
Организация обмена данными:
Двушинная структура
Программно-управляемый ввод/вывод (обмен)
Операции
ввода/вывода находятся под управлением
процессора. Процессор начинает передачу
данных и управляет ей вплоть до завершения.
Обмен
данными может быть остановлен во время
поступления сигнала прерывания и ЦП
переключится на другую задачу.
Недостаток: Операции ввода/вывода медленные и значит процессор будет простаивать.
2. Прямой доступ к памяти: вводится контроллер ПДП
Операция обмена в шине ввода/вывода
требует наличия управляющих сигналов.
Обмен инициируется процессором. Процессор
готовит канал ввода/вывода (программирует
его), задет область памяти, начальный
адрес и конечный или количество
передаваемых байтов, затем подает
команду на обмен. После чего обмен
происходит под управлением канальной
аппаратуры без участия процессора. Во
время обмена ЦП свободен. Обмен ведется
в режиме ПДП (прямого доступа к памяти).
Одношинная структура
П
ри
одношинной архитектуре обмен выполняется
между парами устройств под управлением
ЦП, КПДП(канал прямого доступа к памяти)
или другого устройства. В обмене может
участвовать только 1 пара устройств,
остальные устройства или в состоянии
покоя, или в состоянии ожидания.
Преимущества: простота, низкая стоимость шины, шина легко наращивается
Недостаток: низкое быстродействие