3.3. Озу с многоабонентным обслуживанием
Обращение к ОЗУ может осуществляться от нескольких источников и приемников информации: центральных процессоров, дисковой памяти, процессоров ввода-вывода и других устройств. Причем ОЗУ может быть при этом как одномодульным, так и многомодульным. Поэтому ставится вопрос о многоабонентном обслуживании ОЗУ. Соответствующая схема приведена на рис. 16.
Так как запросы от различных абонентов могут выставляться одновременно и независимо друг от друга, при обращении к памяти могут возникать конфликты, которые решаются путем ранжирования абонентов по приоритетам. Для этого в состав блока управления должна быть включена схема, обеспечивающая арбитраж запросов (приоритетная схема).
Предположим, что абоненту с наименьшим номером присваивается наибольший приоритет и с повышением номеров приоритет падает. Подключением абонентов с наибольшим приоритетом к ОЗУ занимается приоритетная схем. Условия подключения абонента Ni к ОЗУ:
1) должен быть выставлен запрос λi;
2) должны отсутствовать запросы от абонентов с более
высокими приоритетами (λ0 ÷ λi-1);
3) отсутствие сигналов на обслуживание абонентов с более низким приоритетом (Pi+1 ÷ Pm)
ША,
ШД, ШУ ША,
ШД, ШУ
Рис. 16
Тогда работа схемы анализа запросов описывается следующим выражением:
P
i
=
λ0
•
λ1
•... •
λ
i-1
•
λ
i
• Pi+1
•
Pi+2
•... •
Pк
3.4. Многопортовые озу
При построении сложных многопроцессорных вычислительных систем процессоры могут одновременно обращаться к общей оперативной памяти, если она работает в разделенном режиме. Однопортовые ОЗУ могут в данный момент обслуживать только одного абонента.
Порт – это система шин (ША, ШД и ШУ), буферные регистры (РА, РС), и дешифратор адреса. В однопортовых ОЗУ присутствует только один такой набор, а в многопортовых должно быть
несколько таких наборов. На рис. 17 приведена структурная схема двухпортового ОЗУ, где НБ – накопительный блок.
Рис. 17
При одновременном обращении к многопортовой памяти по совпадающим адресам от двух разных источников в разных режимах (зп., чт.), а также при одновременной записи могут возникать конфликты. Поэтому в блоке управления должна быть схема анализа, обеспечивающая сравнение адресов и режимов и блокирующая обращение к одной ячейке в конфликтных ситуациях.
Двухпортовое ОЗУ часто используется в качестве буфера между двумя асинхронными устройствами для согласования скоростей: по одному порту осуществляется запись, по второму - чтение. Причем, оба порта работают независимо. Такого типа ОЗУ встраиваются в ПЛИС в качестве готовых блоков, что существенно ускоряет процесс разработки проекта ЭВМ или ВС.
3.5. Внутренняя память процессора
Внутренняя память служит для повышения производительности процессора, работает на его тактовой частоте и строится на быстрых регистрах. В зависимости от организации внутренняя память может выполнять в процессоре различные функции и подразделяется на регистры общего назначения (РОН), стек, очередь.