8. Канал обмена информацией

Процессор, основная память и устройства ввода-вывода могут соединяться меж­ду собой посредством общей шины, основным назначением которой является предоставление канала связи для пересылки данных.

Шина содержит линии для поддержки прерываний и арбитража. Шинный протокол — это набор правил, управляющих поведением соединенных с шиной устройств, а также последовательностью помещения инфор­мации на шину, выдачи управляющих сигналов и т. п.

Линии шины, используемые для пересылки данных, бывают трех типов: ли­нии данных, линии адреса и управляющие линии. Управляющие сигналы опреде­ляют, какую операцию, чтения или записи, следует выполнить. Обычно для этой цели используется линия . Значение 1 на этой линии соответствует опера­ции чтения, а значение 0 — операции записи. Когда команда допускает использо­вание операндов разных размеров, например, байтов, слов и длинных слов, раз­мер данных также указывается на управляющих линиях,

Сигналы управления шиной также используются для тактирования операций. Они определяют, в какой момент процессор и устройства ввода-вывода могут по­местить данные на шину или прочитать их с таковой. Для тактирования пересыл­ки данных по шине разработано множество схем, которые можно разделить на два основных типа: синхронные и асинхронные.

Как уже было отмечено выше, в любой операции пересылки данных по шине одно из устройств играет роль хозяина шины. Это устройство инициирует пере­сылку данных с помощью команд чтения или записи. Поэтому его можно назвать инициатором. Обычно хозяином шины является процессор, но эту роль могут выполнять и другие устройства, поддерживающие функцию прямого доступа к памяти. Устройство, к которому обращается хозяин шины, называется подчинен­ным или целевым.

В случае синхронной шины все устройства получают синхронизирующую инфор­мацию по общей тактовой линии. На эту линию подаются тактовые импульсы со строго фиксированной частотой. Промежуток времени между последовательны­ми тактовыми импульсами в простейшей синхронной шине составляет цикл шины, в течение которого выполняется одна операция пересылки данных.

Альтернативная схема управления пересылкой данных по шине основывается на механизме квитирования, то есть подтверждения связи, между хозяином шины и подчиненным устройством. Концепция квитирования является обобщением идеи

Пересылка данных, управление которой осуществляется посредством прото­кола с квитированием, выполняется следующим образом. Хозяин шины помещает на нее адрес и информацию о команде. Затем по линии Master-ready он сообщает об этом всем устройствам, В ответ подключенные к шине устройства декодируют адрес. То устройство, для которого предназначена команда, выполняет таковую и информирует об этом хозяина шины по линии Slave-ready. Хозяин дожидается этого сигнала и только после этого удаляет с шины свои сигналы. В случае опера­ции чтения он стробирует данные в свой входной буфер. Стробировать – означает снять значение с линии данных в указанный момент времени и сохранить их в буфере.