-
Системная шина ibm pc
Общая организация шин
Особенность данной организации ввода-вывода заключается в использовании общей информационной магистрали для передачи данных между процессором, памятью и контроллерами (устройствами) ввода-вывода (УВВ), подключенными к шине.
Как правило, шины состоят только из пассивных элементов, и все управление передачами выполняется передающим и принимающим устройствами. Так как между разными устройствами возникает состязание за пользование общим ресурсом, то необходимо управление предоставлением шины передающему устройству.
Устройство, желающее передать данные, должно сначала получить доступ к шине, затем установить связь с адресатом и определить его способность к взаимодействию. После этого передающее устройство извещает принимающее о действиях, которые должно совершить принимающее устройство в ходе взаимодействия. Принимающее устройство распознает свой адрес на шине и отвечает на управляющие сигналы от передающего. Только после этого происходит собственно передача данных.
Передача элемента данных по шине от одного МВВ к другому осуществляется в виде неделимой последовательности операций, называемой транзакцией. Шинная транзакция включает в себя два этапа: посылку адреса и прием (или посылку) данных. Во время интервала между посылкой адреса и получением данных процессор или МВВ, инициировавший обмен, могут простаивать.
Подключенное к общей шине устройство, которое может инициировать транзакции чтения или записи, называется главным устройством шины. ЦП, например, всегда является главным устройством шины. Шина может иметь несколько главных устройств, например, если имеется несколько ЦП или, когда МВВ могут инициировать транзакции на шине. Если имеется несколько таких устройств, то требуется схема арбитража, чтобы решить, кто следующий «захватит» шину.
Шинная организация IBM PC
В основу архитектуры IBM PC изначально был положен принцип открытости, который стал ее отличительной чертой. Принцип открытости, строго говоря, основывается во-первых, на чрезвычайно развитой в IBM PC системе прерываний, которая позволяет “подключать” программы пользователя ко всем ресурсам системы на любом уровне, доступном пользователю, а во-вторых, на системе шин, организующей информационные потоки таким образом, чтобы не только позволить пользователю подключать к ресурсам процессора свои аппаратные средства (возможно, нестандартные).
Шину микрокомпьютера образует группа линий передачи сигналов с адресной информацией, информацией о передаваемых данных, а также управляющих сигналов. Фактически ее можно разделить на три части: адресную шину, шину данных и шину управления.
Шина данных состоит из 16 линий, по которым возможна передача как отдельных байтов, так и двухбайтовых слов. Шина данных двунаправленна, т.к. передача байтов и слов может производиться как в микропроцессор, так и из него. Шина управления формируется сигналами, во-первых, поступающими непосредственно от микропроцессора, во-вторых, сигналами, сформированными системным контроллером, и, в-третьих, сигналами, идущими к микропроцессору от других микросхем и периферийных адаптеров. Микропроцессор использует системный контроллер для формирования управляющих сигналов, определяющих правила переноса данных по шине. Он выставляет три сигнала S0, S1, M/IO (выводы 5, 4 и 65), которые определяют тип цикла шины (подтверждение прерывания, чтение порта ввода/вывода, запись в порт ввода/вывода, останов, чтение памяти, запись в память). На основании значений этих сигналов системный контроллер формирует управляющие сигналы, определяющие последовательность процессов данного типа цикла шины.
