Централизованный последовательный арбитраж.
Для выделения наиболее приоритетного запроса используется один из сигналов, поочередно проходящий через цепочку ведущих.
Пример: понижение уровней приоритета слева направо. Основа: статическое распределение приоритетов: наивысшый – n, низший – 0.
Получив сигнал ЗШ, арбитр анализирует состояние линии ШЗ, и если шина свободна, формирует сигнал ПШ. Сигнал ПШ последовательно переходит по цепочке от одного ведущего к другому. Если устройство, на которое поступил сигнал ПШ, не запрашивало шину, оно пропускает сигнал дальше по цепочке. Когда ПШ достигнет самого левого из запросивших ведущих, последний блокирует дальнейшее распространение сигнала ПШ по цепочке и берет на себя управление шиной.
Свойства:
+ простота реализации;
+ малое количество линий;
+ легкое наращивание;
- время арбитража растет пропорционально длине цепочки из-за последовательного прохождения сигнала;
- возможно полное блокирование устройств с низким уровнем приоритета из-за статического распределения;
- не очень удобен при диагностике работы шины.
Децентрализованный арбитраж шин.
Единый арбитр отсутствует (распределенный арбитраж). По сравнению с централизованной схемой меньшая чувствительность к отказам претендующих на шину устройств. Каждый из ведущих содержит блок управления доступом к шине (контроллер.)
Схема децентрализованного параллельного арбитража:
У каждого ведущего уникальный приоритет (самый высокий приоритет у n-ного)
Схема циклической смены приоритетов: основана на циклической смене приоритетов.
Опросные схемы арбитража шин.
Варианты опроса:
- централизованный (с одним опрашивающим КШ);
- децентрализованный (с несколькими КШ).
Могут использоваться специальные линии опроса между контроллером (-ами) шины и ведущими:
- по одной для каждого ведущего;
- группа линий для передачи номера устройства (с целью уменьшения числа линий).
Дополнительно: линии ЗШ и ШЗ или ПШ.
Централизованный опрос:
1. КШ последовательно опрашивает каждое ведущее устройство (выставляет на линии опроса его адрес) на предмет, находится ли оно в ожидании предоставления шины.
2. Опознав свой адрес, запрашивающий ведущий формирует сигнал ЗШ.
3. Обнаружив сигнал ЗШ, КШ разрешает ведущему использовать шину.
Опрос может производиться в соответствии с динамическими приоритетами или адресами (номерами) устройств.
Децентрализованный опрос:
Каждый ведущий содержит КШ, состоящий из дешифратора адреса, генератора адреса.
После того, как первый ведущий использовал шину, контроллер шины первого ведущего формирует адрес следующего ведущего. Сигнал ЗШ формируется генератором адреса, ПШ – дешифратором адреса.
При децентрализованном опросе отказ одного из генераторов адреса приводит к отказу всей схемы. Для предотвращения может бить использован механизм таймаута – истечение времени = передача функций другому ведущему.
Протокол шины: понятие, виды протоколов. Транзакции синхронной шины.
Протокол шины – набор различных параметров, характеристик, свойств шины.
Протокол шины - метод информирования о достоверности адреса, данных, управляющей информации и информации состояния.
Два основных класса протоколов:
- синхронный – все сигналы «привязаны» к импульсам единого генератора тактовых импульсов (ГТИ);
- асинхронный – для каждой группы линий шины формируется свой сигнал подтверждения достоверности.
Обычно: сочетаются синхронные и асинхронные аспекты.
Тактовые импульсы (ТИ) – регулярная последовательность чередующихся единиц и нулей, распространяемых по специальной сигнальной линии. Тактовый период шины – один период последовательности ТИ; определяет минимальный квант времени на шине (временной слот).
Свойства:
1. Все подключенные к шине устройства могут считывать состояние тактовой линии.
2. Все события на шине отсчитываются от начала тактового периода.
3. Изменение управляющих сигналов обычно совпадает с передним или задним фронтом ТИ – момент смены состояния известен заранее.
Транзакция чтения:
Стартовый сигнал отмечает присутствие на линии управляющей информации и адреса.
Ведомое устройство распознает свой адрес и выставляет сигнал подтверждения, удостоверяющий наличия данных и информации о состоянии устройства на шине.
Транзакция записи: Как чтение, но, т.к. используется мультиплексирование адреса и данных, после выставления адреса на шину, ведущий подает данные для записи.
Свойства транзакций синхронной шины:
- Каждая транзакция имеет элементы чтения и записи.
- Данные – могут перемещаться в обоих направлениях.
- Адрес и сигналы управления – всегда от ведущего.
- Информация состояния – всегда от ведомого.
Свойства синхронных шин:
+ меньшее число сигнальных линий = простота понимания, реализации;
+быстрые и дешевые;
- менее гибкие – привязаны к тактовой частоте (конкретному уровню технологии);
- перекос синхросигналов -> ограниченная длина.