4.7 Принципиальная схема кэш
Принципиальная схема КЭШа приведена на рис.9.
Пояснения к работе КЭШа:
Из шины команд КЭШем используются три сигнала: CLK – синхросигнал, REF – сигнал разрешения использования шины AB/DB и R/W – сигнал текущей операции (1 – чтение, 0 – запись). Т.к. шина адресов и данных (AB/DB) объединена, необходимо разделять во времени передачу по ней адресов и данных, по этой причине передача адреса производиться по фронту синхросигнала, а передача данных – по срезу. Два регистра подключенные параллельно к этой шине нужны как раз для разделения адресов и данных.
Когда процессор производит операцию чтения из ОП, компаратор сравнивает старшую часть адреса ячейки памяти, с тегом, хранящимся в памяти тегов. Если тег совпадает, компаратор посылает сигнал на мультиплексор, который отправляет на процессор запрашиваемое слово из памяти КЭШа. Если совпадения не происходит, формируется сигнал переводящий буферы в состояние передачи данных и адреса из ОП в кэш-память, а на в кэш-память устанавливается режим записи.
При записи процессором данных в ОП, КЭШ, независимо от того, хранилась ли в нем ранее строка в одно из слов которой производиться запись, записывает эту строку из ОП. Процесс записи происходит так же, как и в случае промаха при чтении, за исключением того, что запись в КЭШ инициирует низкий уровень сигнала R/W.
|
Рис.9 Принципиальная схема КЭШа |
5. Заключение
В результате выполнения курсового проекта была разработана структурная схема гипотетической ЭВМ и принципиальная схема объединенного КЭШа команд и данных, также были рассмотрены назначение и функции узлов входящих в состав ЭВМ.
Конечно же, самой сложной частью курсового проекта является разработка принципиальной схемы КЭШа. Здесь у меня возникло сразу несколько проблем. Во-первых, в использованной литературе содержалось только описание работы КЭШа. Структурной, а тем более принципиальной схемы найти не удалось, из-за чего схему пришлось полностью разрабатывать самому. Во-вторых, после определения состава схемы возникла проблема подбора элементной базы. Но, несмотря на возникшие затруднения, считаю, что благодаря проделанной работе, главная цель курсового проекта – углубление и закрепление теоретических знаний по дисциплине и приобретение навыков разработки узлов ЭВМ была достигнута.
6. Список литературы
Цилькер Б.Я., Орлов С.А. Организация ЭВМ и систем. Учебник для вузов.–СПБ.: Питер, 2005.–672 с.: ил.
Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. Уч. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп.–М.: Энергоатомиздат, 1991,-592 с.
Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. – Москва: «Высшая школа», 1987.-318 стр.
Соболев В.И. Схемотехника. Руководство к курсовой работе. – Н., НГТУ, 1997, 61 стр.
Лекции по дисциплине «Организация ЭВМ и систем».