|
Устройство
Скорость обмена даннымиBog'liq 1 сам раб встроенные системы111Устройство
|
Скорость обмена данными
|
Клавиатура
|
10 байт/с
|
Мышь
|
100 байт/с
|
Модем 56 К
|
7 Кбайт/с
|
Сканер с разрешением 300 dpi
|
1 Мбайт/с
|
Цифровая камера
|
3,5 Мбайт/с
|
Blu-ray-диск 4x
|
18 Мбайт/с
|
Беспроводная сеть стандарта 802.11n
|
37,5 Мбайт/с
|
USB 2.0
|
60 Мбайт/с
|
FireWire 800
|
100 Мбайт/с
|
Сеть стандарта Gigabit Ethernet
|
125 Мбайт/с
|
Диск SATA 3
|
600 Мбайт/с
|
USB 3.0
|
625 Мбайт/с
|
Диск SCSI Ultra 5
|
640 Мбайт/с
|
Одна дорожка шины PCIe 3.0
|
985 Мбайт/с
|
Шина Thunderbolt 2
|
2,5 Гбайт/с
|
Сеть SONET OC-768
|
5 Гбайт/с
|
Устройство шин.
Пример шины микропроцессора первого поколени
Чтобы понять, как шины действуют в компьютере, и как они используются в оборудовании В/В, мы начнем с рассмотрения шины микропроцессора первого поколения. Шина ISA (Industry Standard Architecture) была введена на первых ПК компании IBM в начале 1980-х. Шина ISA использовалась для соединения плат, вставляемых в ПК первого поколения. ISA поддерживает пересылку 8-битных и 16-битных данных. PC/104 является промышленной версией этой шины, которая позволяет платам располагаться стеком и взаимосвязываться, что еще используется в некоторых встроенных системах. Более поздние версии расширяют шину ISA до 32-битной шины, называемой Extended Industry Standard Architecture (EISA).
Устройство, которое инициирует передачу по шине называется мастером шины или инициатором. Шина ISA используется для передачи данных между памятью, устройствами В/В, и процессором. Сигнал синхронизации шины используется для привязки по времени для передачи по шине. Синхронизация шины ISA обычно находится в диапазоне от 4 до 8 Мгц. Синхронизация шины ISA независима от синхронизации процессора, они имеют разную частоту. Типичный цикл шины ISA требует от 5 до 6 синхроимпульсов шины. Шина ISA содержит адресную шину, шину данных, и несколько линий состояния шины. Адресная шина содержит адрес памяти или выбранного устройства В/В, а шина данных содержит значение для передачи. Каждое устройство В/В должно иметь уникальный адрес В/В. Схема декодирования адреса в каждом устройстве проверяет адресную шину и определяет, когда адрес устройства присутствует в шине.
Пример декодера 4-битного адреса, созданного с помощью вентиля AND, показан на рисунке 2.2. При использовании цифровых логических вентилей простой декодер адреса состоит из большого вентиля AND, который имеет все адресные линии в качестве входов, с инверторами, добавленными на адресных битах, которые заданы на нижнем уровне в двоичном значении адреса устройства. Логическая диаграмма простого декодера адреса для 4-битного адреса (A3..A0) показана ниже. Выход вентиля AND будет на верхнем уровне только когда во входах присутствует значение адреса 0xA. Схема реального декодера адреса должна будет проверять все биты адреса на шине адреса (если только некоторые адреса не являются алиасами). В реальном устройстве должно декодироваться более чем 4 линии шины адреса. Типичным является от 16 до 32 линий адреса и будет требоваться несколько уровней вентилей, так как большинство технологий логических вентилей могут поддерживать только от 4 до 5 входов на логический вентиль.
Схема простого декодера адреса для 4-битного адреса = 0xA
Четыре основные линии состояния шины указывают на тип цикла передачи шины, чтение памяти (MEMR), запись в память (MEMW), чтение В/В (IOR), или запись В/В (IOW). В шине ISA все эти линии состояния шины будут активными на нижнем уровне (т.е., низкий уровень сигнала указывает тип передачи). Только один из этих сигналов состояния будет обычно активным (т.е., низким) в любое заданное время. Шина ISA имеет ряд других сигнальных линий, но мы обсудим только основные.
Большинство сигналов шины управляются с помощью логических устройств с тремя состояниями. Вспомните, что логика с тремя состояниями имеет третье состояние, которое является высоким импедансом или отсутствием соединения, как видно на рисунке 2.3. Буфер с тремя состояниями имеет дополнительную управляющую линию, которая заставляет его действовать в точности как обычный буфер или переходить в состояние высокому импедансу (Z используется для импеданса), т.е. отсоединяться. Это позволяет нескольким устройствам управлять шиной, но только по очереди. Только одно устройство в данный момент времени включает свое управление с тремя состояниями, чтобы заставить свои выводы задавать сигналы шины высокими или низкими. Это возможно, так как каждому устройству В/В задан свой собственный уникальный диапазон адресов В/В, на которых оно отвечает.
Буфер с тремя состояниями. Для управления большинством сигналов шины должны использоваться выходы логического вентиля с тремя состояниями
Таким образом выводы нескольких вентилей с тремя состояниями, связанные вместе, выполняют ту же логическую функцию, что и мультиплексор, они соединяют один из нескольких вводов с одним выходом. Входы поступают из различных устройств, а выходом в данном случае будет шина.
Два устройства, отвечающие на одном и том же адресе во время операции чтения, будут создавать конфликт шины, приводящий к неправильным значениям шины данных. Ошибка проектирования или дефект в управляющей логике с тремя состояниями устройства может закоротить шину данных и вызвать сбой компьютера. Некоторые более старые платы ISA имели переключатели или перемычки, которые использовались для задания адреса устройства, чтобы избежать конфликта адресации. Это часто требуется, когда в системе используется несколько устройств одного типа.
Установлены системные шины.
|
| |
