Конспект лекций Часть 2 Челябинск 2015
Download 1.59 Mb. Pdf ko'rish
|
ftd
|
а
б ИЗПД – источник запросов прямого доступа; РПД – сигнал разрешения прямого доступа; СУМ – средства управления магистралью; ПЗ – сигнал подтверждения захвата магистрали; ЛРПД – линия разрешения прямого доступа; ЗПД – сигнал запроса прямого доступа; ЛПЗ – линия подтверждения захвата магистрали; ШАр – шина арбитража; ОЗПД – общий сигнал запроса прямого доступа; ЛЗПД – линия запросов прямого доступа ШАр Системная магистраль Системная магистраль Рис. 45. Радиальная структура системы: а – Slave DMA, б – Bus Master 87 При обслуживании устройств, использующих bus master DMA (рис. 45 б), контроллер ПДП, как таковой, отсутствует, и централизованно выполняется только арбитраж магистрали. Устройства магистрали активны, поэтому их обязательными компонентами являются запросчик и блок средств управления магистралью (СУМ). После захвата магистраль управляется блоком СУМ конкретного устройства, ведущего обмен. Линии разрешения передачи данных (ЛРПД), присутствующие в системе bus master DMA, предназначены для передачи сигнала разрешения передачи данных (РПД), позволяющего активному устройству захватить магистраль. В системе bus master DMA обязательно присутствуют линии подтверждения запроса (ЛПЗ), сигналы которых информируют арбитр о захвате магистрали устройством. Сигнал подтверждения запроса всегда выставляет master и удерживает его на линии все время, пока осуществляет обмен (управляет магистралью), поэтому сигнал всегда представлен потенциалом. В системах радиальной структуры контроллер ПДП может поддерживать как систему slave DMA, так и систему bus master DMA. Запросы передачи данных в обеих системах DMA могут быть представлены как уровнем потенциала, так и фронтом сигнала, поскольку поступают в контроллер или арбитр по отдельным линиям. Представление запроса потенциалом более предпочтительно, поскольку система DMA становится более устойчивой к помехам и сбоям аппаратуры. Это существенно снижает вероятность пропуска запроса передачи данных. Основным преимуществом радиальной структуры является упрощение аппаратуры арбитра магистрали, поскольку каждый источник запроса передачи данных имеет собственную линию запроса. Кроме того, несколько упрощается аппаратура источника запроса и конструкция слота даже в случае bus master DMA, поскольку все активные устройства магистрали имеют отдельную шину арбитража. Это удешевляет радиальную систему по сравнению с цепочечной. Упрощенный вариант обобщенной структуры системы ПДП цепочечного типа представлен на рис. 46. В цепочечной структуре множество активных устройств магистрали (ИЗПД), обязательными компонентами которых являются блок СУМ и запросчик, подключены к одной или нескольким шинам арбитража (ШАр). После захвата магистраль управляется блоком СУМ конкретного устройства, ведущего обмен (master). Контроллер ПДП отсутствует, и централизованно выполняется только арбитраж магистрали. Арбитраж может осуществлять как отдельное устройство, так и процессор (один из процессоров). Каждая ШАр соответствует одному входу в арбитр и обладает собственным уровнем приоритета. Таким образом, ИЗПД, подключенные к разным ШАр, обладают различным приоритетом. Пассивные устройства магистрали (slave) к ШАр не подключены. Приоритет устройств, подключенных к одной ШАр, определяется их положением в цепи распространения сигнала разрешения прямого доступа (РПД). 88 А Р Б И Т Р СУМ ИЗПД 1 Запрос- чик СУМ ИЗПД 2 Запрос- чик СУМ ИЗПД 3 Запрос- чик СУМ ИЗПД 4 Запрос- чик Slave Slave ШАр 1 ШАр 2 Системная магистраль Рис. 46. Обобщенная цепочечная структура системы Bus Master DMA ШАр в такой системе содержит, как минимум, четыре линии – ЛЗПД, ЛРПД, ЛПЗ и ЛБПД. В отличие от радиальной структуры, ИЗПД магистрали подключены к трем линиям ШАр (ЛЗПД, ЛПЗ и ЛБПД) параллельно, поэтому запросы от ИЗПД (сигналы ЗПД) всегда представлены уровнем потенциала. Выходные каскады аппаратных средств формирования запросов в каждом ИЗПД объединены по схеме ИЛИ. Это позволяет исключить потерю запросов, одновременно выставленных запросчиками разных ИЗПД на одну ЛЗПД. Линия ЛБПД, общая для всех Шар, предназначена для передачи от арбитра сигнала блокировки прямого доступа (БПД), который запрещает bus mastering всем устройствам магистрали. Необходимость в этом может возникнуть при появлении запроса на линии ЛЗПД ШАр более высокого приоритета (при наличии нескольких ШАр) или в случае удержания магистрали одним устройством недопустимо долгое время. Системы цепочечной структуры работают только в режиме bus master DMA, поскольку арбитр магистрали может идентифицировать только ЛЗПД, с которой поступил запрос, и определить его приоритет. При реализации режима slave DMA контроллеру DMA необходимо будет идентифицировать конкретное ИЗПД на данной линии. Такую операцию контроллер может выполнить только путем последовательного опроса устройств линии, что существенно увеличит время арбитража и усложнит аппаратуру устройств. Основным преимуществом цепочечной структуры является практически неограниченное количество ИЗПД, подключаемых к одному входу арбитра (одной ШАр) без снижения быстродействия. Однако сложность и объем аппаратуры поддержки системы bus mastering в каждом ИЗПД увеличиваются, что ведет к увеличению стоимости системы. |
