Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 6

Các máy tính hiện đại ghép chung ALU và đơn vị kiểm soát vào trong một IC gọi là đơn vị xử lý trung tâm hay CPU. Thông thường, bộ nhớ máy tính nằm trong một số IC nhỏ gần CPU. Phần lớn trọng lượng máy tính là các bộ phận phụ thuộc như hệ thống cung cấp điện hay các thiết bị đầu/cuối (I/O).
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 6 -66-Caán Truùc Maùy Tính Ñaët söï kieän naøy vaøo nhöõng tröôøng hôïp khaùc, neáu bus coù moät taäp hôïp khoâng ñoàngnhaát caùc thieát bò, moät soá coù toác ñoä nhanh vaø moät soá coù toác ñoä chaäm, bus phaûi thích öùngvôùi caùc thieát bò coù toác ñoä chaäm nhaát vaø do ñoù caùc thieát bò coù toác ñoä nhanh khoâng theåñöôïc söû duïng heát khaû naêng cuûa chuùng. Kyõ thuaät pha troän naøy coù theå giaûi quyeát baèng caùch duøng bus khoâng ñoàng boä, buskhoâng coù xung clock chuû, trình baøy trong hình 3.4. Thay vì raøng buoäc moïi thöù vôùi xungclock, khi thieát bò chuû ñaõ xaùc laäp caùc ñöôøng ñòa chæ, tín hieäu MREQ , tín hieäu RD vaøcaùc tín hieäu caàn thieát khaùc, thieát bò chuû seõ xaùc laäp noät tín hieäu ñaëc bieät goïi laø tín hieäuñoàng boä chuû MSYN ( master synchronibzation ). Khi thaáy tín hieäu naøy, thieát bò thuïñoäng seõ thöïc hieän coâng vieäc baèng chính toác ñoä cuûa mình. Khi thöïc hieän xong, thieát bòphuï thuoäc seõ xaùc laäp ñöôøng tín hieäu ñoàng boä phuï thuoäc SSYN (slave synchronization). Ngay khi tín hieäu chuû bus thaáy tín hieäu SSYN ñöôïc xaùc laäp, thieát bò naøy bieátraèng döõ lieäu ñaõ söû duïng ñöôïc, vì theá seõ choát döõ lieäu laïi, sau ñoù khoâng xaùc laäp caùcñöôøng ñòa chæ cuøng vôùi MREQ , RD vaø MSYN . Khi thaáy tín hieäu MSYN khoâng coønxaùc laäp, thieát bò phuï thuoäc bieát chu kyø ñaõ hoaøn taát, seõ khoâng xaùc laäp SSYN vaø chuùngta trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu, vôùi taát caû caùc tín hieäu khoâng coøn xaùc laäp, ñôïi thieát bò chuûkeá tieáp. Giaûn ñoà thôøi gian cuûa caùc bus khoâng ñoàng boä söû duïng caùc muõi teân ñeå chæ nguyeânnhaân vaø keát quaû, nhö trong hình 3.5. Xaùc laäp tín hieäu MSYN laøm cho caùc ñöôøng döõlieäu ñöôïc xaùc laäp, vaø cuõng laøm cho thieát bò phuï thuoäc xaùc laäp SSYN . Xaùc laäp SSYNlaøm cho caùc ñöôøng ñòa chæ, MREQ , RD vaø MSYN khoâng coøn xaùc laäp. Cuoái cuøng, MSYN khoâng coøn xaùc laäp seõ laøm SSYN khoâng xaùc laäp, keát thuùc thao taùc ñoïc döõlieäu. Hình 3.4 : Hoaït ñoäng cuûa moät bus khoâng ñoàng boä Taäp caùc tín hieäu phoái hôïp vôùi nhau theo caùch naøy goïi laø baét tay hoaøn toaøn (fullhandshake ). Phaàn cô baûn bao goàm 4 söï kieän sau : 1. MSYN ñöôïc xaùc laäpNguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù -67-Caán Truùc Maùy Tính 2. SSYN ñöôïc xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo MSYN 3. MSYN khoâng xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo SSYN . 4. SSYN khoâng xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo söï khoâng xaùc laäp cuûa MSYN . Roõ raøng phöông phaùp baét tay hoaøn toaøn coù thôøi gian ñoäc laäp. Moãi söï kieän ñöôïcgaây ra bôûi moät söï kieän tröôùc, khoâng phaûi bôûi xung clock. Neáu moät caëp thieát bò chuû –phuï thuoäc caù bieät coù toác ñoä chaäm, chuùng vaãn khoâng laøm aûnh höôûng ñeán caëp thieát bò coùtoác ñoä nhanh hôn nhieàu. Thuaän lôïi cuûa loaïi bus khoâng ñoàng boä ñeán ñaây ñaõ roõ, nhöng treân thöïc teá haàu heátcaùc bus laø bus khoâng ñoàng boä. Nguyeân nhaân laø do heä thoáng ñoàng boä deã laép ñaët hôn.CPU chæ phaûi xaùc laäp caùc tín hieäu vaø boä nhôù chæ phaûi töông taùc laïi. Khoâng coù söï hoàitieáp ( nguyeân nhaân vaø haäu quaû ) vaø neáu caùc thaønh phaàn ñöôïc choïn hoaøn toaøn thích hôïp,caùc thieát bò laøm vieäc seõ khoâng caàn baét tay. 5. Phaân xöû bus Cho tôùi luùc naøy, chuùng ta ñaõ ngaàm giaû thieát chæ coù moät thieát bò chuû laø CPU. Thöïcra, caùc chip I/O cuõng coù theå trôû thaønh caùc thieát bò chuû khi ñoïc vaø ghi boä nhôù, vaø chuùngcuõng gaây ra caùc ngaét. Caùc boä ñoàng xöû lyù cuõng trôû thaønh thieát bò chuû khi caàn ñeán caùctoaùn haïng. Moät caâu hoûi ñöôïc ñaët ra : “ Ñieàu gì seõ baûy ra neáu coù hai hoaëc nhieàu thieát bòcuøng luùc muoán trôû thaønh thieát bò chuû ?”. Caâu traû lôøi laø caàn coù moät soá cô cheá phaân xöûbus naøo ñoù ñeå ngaên caûn söï tranh chaáp. Caùc cô cheá phaân xöû bus coù theå laø taäp trung hoaëc khoâng taäp trung. Tröôùc tieân,chuùng ta haõy xeùt cô cheá phaân xöû bus taäp trung. Moät daïng ñôn giaûn caù bieät cuûa phaân xöûbus taäp trung ñöôïc trình baøy trong hình 3.5. Trong sô ñoà naøy, boä phaân xöû bus ñôn seõquyeát ñònh thieát bò naøo keá tieáp laø thieát bò chuû. Nhieàu boä vi xöû lyù thieát keá saün boä phaânxöû bus ngay trong chip CPU, nhöng trong caùc heä thoáng maùy tính mini ñoâi khi laø moätthieát bò rieâng. Bus chöùa moät ñöôøng yeâu caàu thieát keá theo kieåu OR noái daây ñöôïc xaùc laäpbôûi moät hoaëc nhieàu thieát bò vaøo baát cöù luùc naøo. Vôùi caùch keát noái naøy, khoâng coù caùchnaøo boä phaân xöû bus bieát ñöôïc coù bao n ...