Тема 5. Буферна та регістрова пам’ять

Буферна пам'ять

Буферна пам'ять (БП) являє собою ЗП зі спеціальною дисципліною обслуговування, яка називається FIFO. БП призначена для узгодження спільного функціонування пристроїв обробки даних, що мають різну продуктивність. Дані, як правило передаються деякими порціями, інтервал часу між передачею яких повинен бути меншим, ніж час обробки попередньої порції даних. Специфіка обробки даних різними пристроями може вимагати досить різні значення часу обробки цих даних, тому інформаційний обмін між пристроями повинен бути не директивним, а підкорятися існуючим темпам обробки, оскільки в іншому випадку можна спостерігати або втрату даних, в результаті несвоєчасної обробки, або збільшення тривалості обробки. У зв'язку з цим ЗП БП повинні мати достатню кількість комірок пам'яті для прямого зберігання переданих даних, а також формувати сигнали, що відповідають стану пристроїв БП, при яких допускається запис інформації в БП, читання інформації з БП і сигналів, що відображають розміри заповнення БП, тоді загальна схема взаємодії пристроїв з БП може бути представлена наступним малюнком:

Рис. 1. Схема взаємодії буферної пам’яті

У відповідності зі схемою, ЗУ БП складається з наступних компонент:

Рис. 2. Структура буферної пам’яті

Пристрій містить вхідний інформаційний регістр (РгВх), що дозволяє приймати n-розрядну 2-ю інформацію, вихідний регістр (РгВих), а також N внутрішніх регістрів в якості запам’ятовуючих елементів пов'язаних ланцюгами порозрядної передачі інформації від 1-го регістра до останнього. Керує процесами передачі пристрій управління, що містить у своєму складі регістр, розряди якого відображають заповнення внутрішніх інформаційних регістрів, тобто при запису інформації дані розміщені у вхідному регістрі в результаті підключення до вхідних шині даних і далі перевіряється значення розрядів регістра заповнення буферної пам'яті і при рівності цих знач «0» інформація з вхідного регістра послідовно передається в останній регістр ЗМ. Значення розряду регістра записується, відповідно останньому інформаційному регістру, що встановлюється в «1», після цього встановлюється в 1 сигнал готовності до читання. Перед черговим записом інформації в БП з'являється готовність пристрою до запису. Сигнал готовності скидається в «0» поки інформація переміщається по регістрах. Сигнал готовності до читання RO = «1» при наявності хоча б одного зайнятого регістру. При подачі команди R (читання) інформація з останнього регістра переписується в регістр вихідний і скидається в «0» значення сигналу RO і значення розряду регістра заповнення з номером N. В результаті цей стан є умовою переписування інформації з сусіднього зліва регістра в останній регістр, при цьому скидається в «0» значення N-1 розряду регістра записується, що викликає процес передачі інформації з N-2 і т.д. Після закінчення заповнення останнього регістра встановлює в «1» значення N-го розряду регістра запам'ятовування, на підставі якого встановлюється в «1» вихідний сигнал готовності до читання RO, тобто організація процесів запису і читання інформації в БП проводиться асинхронно з інтенсивностями, що відповідають реальним процесам в пристрої - джерелі вихідної інформації та пристрої - споживачі інформації з БП. При заповненні БП на половину формується відповідний інформаційний сигнал. Значення цього сигналу може бути використано для зменшення інтенсивності запису пристроєм - джерелом інформації при повному заповненні БП готовність пристрою до запису (сигнал RI) уст. в «0».