Obvody a architektura počítačů Jednoprocesorové počítače
Josef Voltr, 2013
Jednoprocesorové počítače Modulární sestava počítače s jedním procesorem
Jednoprocesorové počítače Postup činnosti počítače
1. procesor vyšle adresu pamětové buňky 2. paměť vyšle její obsah 3. procesor jej přečte a považuje za kód instrukce 4. p. dekóduje instrukci a hledá, co potřebuje k provedení 5. pokud je nutno, požádá stejným způsobem o další hodnoty z paměti 6. provede instrukci
7. uloží výsledek
Jednoprocesorové počítače Pojem sběrnice
standardizovaný způsob přenosu informace mezi dvěma nebo více zařízeními několik vedení, definice signálů, časování, konektorů, stavů .... řídící signály – RD, WR, Ready, DAV, DACK, INTRQ ...... data – 8, 16, 32 bit adresy – 16, 32, 64 bit řízení sběrnice
synchronní/asynchronní provoz signálové úrovně – často TTL
zakončení
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - zápis dat nejjednodušší
(synchronní provoz)
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - zápis dat nejjednodušší
(synchronní provoz)
samostatné potvrzení adresy
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - zápis dat nejjednodušší
(synchronní provoz)
samostatné potvrzení adresy
blokový přenos, multiplex
jen první adresa, pak serie dat
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - zápis dat vložení čekacích stavů
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - zápis dat vložení čekacích stavů asynchronní provoz
Jednoprocesorové počítače Provoz na sběrnici - čtení dat
Jednoprocesorové počítače Sběrnice ISA
Jednoprocesorové počítače
Deska do sběrnice ISA
Jednoprocesorové počítače Sběrnice ISA – 1.část LA23..17, SA19...SA0 adresa SD15 to SD0 data
BALE MEMR, MEMW SMEMR, SMEMW IOR, IOW
paměť 16 MB, I/O 64k
platnost adres adresa je pod 1MB
REFRESH I/O CH CK I/O CH RDY MEM CS16 I/O CS16 0WS SBHE
chyba během I/O přenosu, vyvolá se NMI pro vložení wait stavů paměť je schopná 16-bit přenosu I/O zařízení je schopné 16-bit přenosu zařízení nepotřebuje vložit wait cyklus přenos dat na D15 až D8.
Jednoprocesorové počítače Sběrnice ISA – 2.část
DACK0..DACK3, DACK5..DACK7
DMA Requests DMA Acknowledge
TC
doasažení počtu DMA cyklů
MASTER
podržení sběrnice při žádosti o DMA
DRQ0..DRQ3, DRQ5..DRQ7
IRQ3..IRQ7, IRQ9..IRQ12, IRQ14, IRQ15 RESET DRV CLK
System Clock typ. 8MHz nebo 10MHz .
OSC
70ns perioda (14.31818 MHz)
GND, +5V, -5V, +12V, -12V
Jednoprocesorové počítače Adresování periferií - část „paměťového“ prostoru
- samostatný I/O prostor
Jednoprocesorové počítače Obsluha periferií jak zjistit, že periferie něco potřebuje?
1. dotazování (cyklické výzvy)
2. žádosti (přerušení)
1. OS či aplikace – „pravidelné“ adresování a dotazy, čtení stavového registru
Jednoprocesorové počítače 2. Žádosti o obsluhu (interrupt HW!!)
buď obvody v procesoru nebo samostaný řadič přerušení
1. periferie požádá 2. někdo vyhodnotí, pokud je přijata: uložit adresu pro návrat uložit stav obsloužit periferii obnovit stav pokračovat v původním programu
(obsluha přerušení:)
je-li zařízení více, jak vyhodnotit prioritu?
Jednoprocesorové počítače 2.a) Vyhodnocení priorit: Samostatné žádosti
priority: vyhodnocovací obvod nebo SW
Jednoprocesorové počítače 2.b) Vyhodnocení priorit: Zřetězené periferie priorita podle zařazení
nejvyšší periferie může zablokovat přenos nějakého signálu, ostatní poznají, zda mají nárok
Jednoprocesorové počítače Obsluha periferií
přenos dat do/z periferie: 1. použití registrů
2. DMA 3. kanál n. periferní procesor
Jednoprocesorové počítače Obsluha na principu registrů
každé zařízení zabírá několik ‘buněk’ v paměťovém nebo I/O prostoru
Jednoprocesorové počítače
Přímý přístup do paměti (DMA)
jedno zařízení
adresa začátku bloku adresa konce nebo velikost předání řízení posílání dat po skončení opět převezme řízení procesor někdy přenos v mezerách
Jednoprocesorové počítače
Kanál
Jednoprocesorové počítače Mikroprocesor
Intel – nejdříve I4004, 8008 1. generace průlom I8080A ... 1974; 1975 ... M6800 – 2. generace 1976 .... Z80 3. (2,5) generace
Jednoprocesorové počítače Mikropočítač s I8080A
Jednoprocesorové počítače Architektura PC
pojem „chipset“
Jednoprocesorové počítače Architektura PC
