Южный и северный мосты.
Рассмотрим шину управления. В такой системе возможны ситуации, когда процессор и контроллер устройства ввода-вывода попытаются одновременно получить доступ к одной шине.
Структура шины управления. В шине управления сигнальные линии делятся на несколько групп.
Первая группа — собственно сигналы управления. К ним относятся:
read-write,
количество передаваемых байтов,
тип адреса,
тип протокола.
На перечисленные цели может быть выделено от двух до восьми линий.
Вторая группа — линии передачи статуса. По этим линиям ведомое устройство информирует ведущее о своем состоянии или передает код ошибки. Эта группа может состоять из 1-4 линий.
Третья группа — линии арбитража. Арбитраж нужен для выбора одного или нескольких ведущих, претендующих на доступ к шине одновременно. Число линий колеблется от 3 до 11.
Четвертая группа — линии прерывания. По этим линиям передаются запросы на обслуживание, которые посылают ведомые устройства ведущим.
Очевидно, что с помощью информации, посылаемой по управляющей шине, устройство или процессор определяет необходимые действия. Операции на шине называются транзакциями. Задача системного интерфейса — передача информации в системе. Шинная транзакция включает в себя два этапа: посылка адреса и посылка-прием данных, которым управляют управляющие сигналы по шине управления. Когда два устройства обмениваются информацией по шине, одно из них должно инициировать обмен и управлять им. Такое устройство называется ведущим — bus master — любое устройство в составе компьютера, способное взять контроль над шиной и пересылать по ней данные. Устройства, не обладающие способность инициирования транзакций, называются ведомыми — bus slave. Для предотвращения одновременной активности нескольких ведущих устройств в любой шине предусмотрена возможность допуска к управлению только одного ведущего (арбитраж). Обычно арбитраж выполняется на основе приоритетов.
Схемы арбитража.
1. Централизованный арбитраж. Выполняется специальным устройством — центральным арбитром, иногда его называют центральным контроллером шины. Делится на две группы:
а) последовательный
б) параллельный
2. Распределенный (децентрализованный) арбитраж. Каждый ведущий содержит блок управления доступом к шине.
Последовательные и параллельные интерфейсы.
В вычислительной системе принято различать два вида сопряжения с внешними устройствами: последовательные и параллельные интерфейсы, которые поддерживают последовательную и параллельную передачу данных.
Параллельный интерфейс предполагает побайтную передачу информации. Для нее необходимо 8 линий и еще несколько для передачи сигналов. Для принтеров используются следующие управляющие сигналы: готовность данных, принтер занят, готовность принтера, ошибка. Очевидно, что принтер подключается к так называемому параллельному интерфейсу принтера с помощью специального кабеля.
В системе остались названия соответствующих портов: LPT (line printer, таких портов несколько) и PRN.
Последовательная передача информации предполагает разделение передачи этой информации во времени, то есть она должна сопровождаться специальными сигналами, чтобы определить начало и конец передачи данных. Последовательная передача предполагает, что единицы информации передаются последовательно одна за другой, что предполагает преобразование информации в системе из параллельного формата в последовательный. Для такого преобразования используются сдвиговые регистры. Для того, чтобы определить момент начала и конца передачи последовательности байтов данных, используются специальные биты — стартовый и стоповый. Для контроля передачи данных дополнительно включается бит четности. Важнейшей характеристикой последовательной передачи данных является скорость. Скорость передачи измеряется в бодах.