Cấu trúc máy tính và hợp ngữ . chương 4

Bus là đường truyền tín hiệu điện nối các thiết bị khác nhau trong một hệ thống máy tính. Bus thường có từ 50 đến 100 dây dẫn được gắn trên mainboard, trên các dây này có các đầu nối đưa ra, các đầu này được sắp xếp và cách nhau những khoảng quy định để có thể cắm vào đó những I/O board hay board bộ nhớ (bus hệ thống – system bus). CPU Registers On chip bus Bus hệ thống ALU Bus cục bộ (Local bus) Đồng xử lý....
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc máy tính và hợp ngữ . chương 4Tài liệu Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ Bus Chương 4 BUS Bus là đường truyền tín hiệu điện nối các thiết bị khác nhau trong một hệ thốngmáy tính. Bus thường có từ 50 đến 100 dây dẫn được gắn trên mainboard, trên các dâynày có các đầu nối đưa ra, các đầu này được sắp xếp và cách nhau những khoảng quyđịnh để có thể cắm vào đó những I/O board hay board bộ nhớ (bus hệ thống – systembus). CPU On chip bus Bus hệ thống Registers Memory I/O I/O board board board ALU Bus cục bộ (Local bus) Bus trong chip Đồng xử lý (On chip bus) Hình 4.1 - Các bus trong một hệ thống máy tính Cũng có những bus dùng cho mục đích chuyên biệt, thí dụ nối 1 vi xử lý với 1 haynhiều vi xử lý khác hoặc nối với bộ nhớ cục bộ (local bus). Trong vi xử lý cũng có một số bus để nối các thành phần bên trong của bộ vi xử lývới nhau. Người thiết kế chip vi xử lý có thể tuỳ ý lựa chọn loại bus bên trong nó, còn vớicác bus liên hệ bên ngoài cần phải xác định rõ các quy tắc làm việc cũng như các đặcđiểm kỹ thuật về điện và cơ khí của bus để người thiết kế mainboard có thể ghép nối chipvi xử lý với các thiết bị khác. Nói cách khác, các bus này phải tuân theo 1 chuẩn nào đó.Tập các quy tắc của chuẩn còn được gọi là giao thức bus (bus protocol) Ngoài ra, có rất nhiều loại bus khác nhau được sử dụng, các bus này nói chung làkhông tương thích với nhau. Một số bus được sử dụng phổ biến:GV: Nguyễn Hữu Phúc Trang 93Tài liệu Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ Bus Tên bus Lĩnh vực áp dụng Camac Vật lý hạt nhân. EISA Một số hệ thống có chip 80386 IBM PC, PC/AT Máy IBM PC, IBM/PC/AT Massbus Máy PDP-11 và VAX Microchannel Máy PS/2 Multibus I Một số hệ thống có 8086 Multibus II Một số hệ thống có chip 80386 Versabus Một số hệ thống có chip vi xử lý của Motorola VME Một số hệ thống có chip vi xử lý họ 68x0 của Motorola Bus thường phân loại theo 3 cách sau: - Theo tổ chức phần cứng (như trên). - Theo giao thức truyền thông ( bus đồng bộ và không đồng bộ). - Theo loại tín hiệu truyền trên bus ( bus địa chỉ, bus dữ liệu,…). 1. Bus hệ thống Thường có nhiều thiết bị nối với bus, một số thiết bị là tích cực (active) có thể đòihỏi truyền thông trên bus, trong khi đó có các thiết bị thụ động chờ yêu cầu từ các thiết bịkhác. Các thiết bị tích cực được gọi là chủ (master) còn thiết bị thụ động là tớ (slave). Ví dụ: Khi CPU ra lệnh cho bộ điều khiển đĩa đọc/ghi một khối dữ liệu thì CPU làmaster còn bộ điều khiển đĩa là slave. Tuy nhiên, bộ điều khiển đĩa ra lệnh cho bộ nhớnhận dữ liệu thì nó lại giữ vai trò master. 1.1. Bus Driver và Bus Receiver Tín hiệu điện trong máy tính phát ra thường không đủ để điều khiển bus, nhất làkhi bus khá dài và có nhiều thiết bị nối với nó. Chính vì thế mà hầu hết các bus masterđược nối với bus thông qua 1 chip gọi là bus driver, về cơ bản nó là một bộ khuếch đại tínhiệu số. Tương tự như vậy, hầu hết các slave được nối với bus thông qua bus receiver.Đối với các thiết bị khi thì đóng vai trò master, khi thì đóng vai trò slave, người ta sửdụng 1 chip kết hợp gọi là transceiver. Các chip này đóng vai trò ghép nối và là các thiếtbị 3 trạng thái, cho phép nó có thể ở trạng thái thứ 3 – hở mạch (thả nổi). Giống như vi xử lý, bus có các đường địa chỉ, đường số liệu và đường điều khiển.Tuy nhiên, không nhất thiết có ánh xạ 1 – 1 giữa các tín hiệu ở các chân ra của vi xử lý vàcác đường dây của bus. Thí dụ: một số chíp vi xử lý có 3 chân ra, truyền ra các tín hiệubáo chíp vi xử lý đang thực hiện các thao tác MEMR , MEMW , IOR , IOW hay thaotác khác. Một bus điển hình thường có 4 đường trên. Các vấn đề quan trọng nhất liên quan đến thiết kế bus là: xung clock bus (sự phânchia thời gian, hay còn gọi là bus blocking), cơ chế phân xử bus (bus arbitration), xử lýngắt và xử lý lỗi.GV: Nguyễn Hữu Phúc Trang 94Tài liệu Cấu trúc máy tính & Hợp ngữ Bus Các bus có thể được chia theo giao thức truyền thông thành hai l ...