2004 Victor Vengerov vvv@oktetlabs.ru
http://www.oktetlabs.ru/~vvv/es-2004
- Главная
- Разное
- Дизайн
- Бизнес и предпринимательство
- Аналитика
- Образование
- Развлечения
- Красота и здоровье
- Финансы
- Государство
- Путешествия
- Спорт
- Недвижимость
- Армия
- Графика
- Культурология
- Еда и кулинария
- Лингвистика
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Маркетинг
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Встроенные Системы презентация
Содержание
- 1. Встроенные Системы
- 2. Шина Шина – группа проводников (сигналов), соединяющих
- 3. Протокол Шины Соглашения о порядке обмена данными
- 4. Разновидности Сигналов Устройства, подключенные к шине наблюдают
- 5. Мультиплексирование Адреса и Данных Адрес и данные
- 6. Разрядность Разрядность определяет количество бит адреса и
- 7. Синхронные Шины Изменения состояния синхронной шины привязаны к периодам тактового сигнала. Большинство шин – синхронные.
- 8. Временная Диаграмма Временная диаграмма специфицирует и иллюстрирует
- 9. Master/Slave Master (инициатор) – устройство, инициирующее транзакцию
- 10. Арбитр Нескольким инициаторам может потребоваться начать обмен
- 11. Примеры Шинных Архитектур - PCI PCI –
- 12. Примеры Шинных Архитектур – I2C I2C –
- 13. Примеры Шинных Архитектур VME bus Multibus, Multibus
- 14. Мост (bridge) Мост – устройство, которое транслирует
- 15. Пример иерархии шин
- 16. Зачем Нужны Мосты Интеграция разнородных шин Масштабирование
- 17. DMA – прямой доступ к памяти Устройство,
- 18. Чтение и Запись Концептуальное различие между операциями
- 19. Кэш-память Быстродействующая память, находящаяся между процессором и
- 20. Кэш – пример реализации
- 21. Рассогласование При осуществлении DMA доступа, содержимое кэш-памяти
- 22. Рассогласование - решения Каждый участок памяти управляется
Шина Шина – группа проводников (сигналов), соединяющих различные устройства. Шина позволяет осуществлять обмен данными между устройствами. Обычно, шина содержит сигналы адреса, данных и управляющие сигналы.
Слайд 1Встроенные Системы
Часть 4. Шины, память, кэш, DMA
Кафедра Информатики, мат-мех СПбГУ
Copyright ©
Слайд 2Шина
Шина – группа проводников (сигналов), соединяющих различные устройства.
Шина позволяет осуществлять обмен
данными между устройствами.
Обычно, шина содержит сигналы адреса, данных и управляющие сигналы.
Обычно, шина содержит сигналы адреса, данных и управляющие сигналы.
Слайд 3Протокол Шины
Соглашения о порядке обмена данными и правилах использования сигналов называются
протоколом шины.
По шине передаются дискретные сигналы.
Состояние шины меняется дискретно во времени.
По шине передаются дискретные сигналы.
Состояние шины меняется дискретно во времени.
Слайд 4Разновидности Сигналов
Устройства, подключенные к шине наблюдают за состоянием сигналов.
В соответствии с
протоколом, устройство управляет сигналами:
Активно
Только одно устройство может управлять данным сигналом
Через выход с тремя состояниями
В каждый момент времени сигналом управляет одно из устройств
Через выход с открытым коллектором
Несколько устройств управляют сигналом («монтажное ИЛИ»)
Активно
Только одно устройство может управлять данным сигналом
Через выход с тремя состояниями
В каждый момент времени сигналом управляет одно из устройств
Через выход с открытым коллектором
Несколько устройств управляют сигналом («монтажное ИЛИ»)
Слайд 5Мультиплексирование Адреса и Данных
Адрес и данные могут передаваться по одним линиям.
Состояние шины определяет, что передают эти линии в данный момент.
Слайд 6Разрядность
Разрядность определяет количество бит адреса и данных, передаваемых по шине.
Разрядность адреса
и данных может различаться.
Бывают 1-разрядные (последовательные) шины.
Бывают 1-разрядные (последовательные) шины.
Слайд 7Синхронные Шины
Изменения состояния синхронной шины привязаны к периодам тактового сигнала.
Большинство шин
– синхронные.
Слайд 8Временная Диаграмма
Временная диаграмма специфицирует и иллюстрирует протокол шины. Временная диаграмма показывает
последовательность изменений состояний во времени.
Слайд 9Master/Slave
Master (инициатор) – устройство, инициирующее транзакцию на шине.
Slave – устройство, отвечающее
на транзакцию.
Архитектура шины может допускать наличие одного или нескольких инициаторов.
Архитектура шины может допускать наличие одного или нескольких инициаторов.
Слайд 10Арбитр
Нескольким инициаторам может потребоваться начать обмен одновременно.
Протокол шины должен позволить принять
решение: какому мастеру отдать приоритет.
Арбитр – специальное устройство, принимающее это решение.
Арбитр – специальное устройство, принимающее это решение.
Слайд 11Примеры Шинных Архитектур - PCI
PCI – Peripheral Component Interconnect
шина используется для
подключения периферийных устройств
синхронная (33/66MHz)
с мультиплексированием адреса и данных
Разрядность – 32/64 бита
Внешний арбитр
3 адресных пространства:
Конфигурационное
Ввода/вывода
Памяти
синхронная (33/66MHz)
с мультиплексированием адреса и данных
Разрядность – 32/64 бита
Внешний арбитр
3 адресных пространства:
Конфигурационное
Ввода/вывода
Памяти
Слайд 12Примеры Шинных Архитектур – I2C
I2C – Inter-Integrated Circuit
Последовательная шина, 2 линии:
SCL
– синхронизация
SDA – данные
SDA – данные
Слайд 13Примеры Шинных Архитектур
VME bus
Multibus, Multibus II
ISA
AMBA
Wishbone
Other…
1-Wire
SCSI
IDE/ATA
USB
AC’97
UTOPIA
MII
Слайд 14Мост (bridge)
Мост – устройство, которое транслирует транзакции между шинами (имеющими одинаковую,
родственные или различные архитектуры).
Мосты позволяют иерархически организовывать шины.
Мосты позволяют иерархически организовывать шины.
Слайд 16Зачем Нужны Мосты
Интеграция разнородных шин
Масштабирование
Преодоление физических ограничений
Оптимизация потоков данных
Замечание: периферийное устройство
может быть встроенной системой и являться предметом нашего рассмотрения!
Слайд 17DMA – прямой доступ к памяти
Устройство, осуществляющее DMA, способно производить пересылки
данных между устройством и памятью без вмешательства процессора.
Слайд 18Чтение и Запись
Концептуальное различие между операциями чтения и записи в память:
Операция
чтения – блокирующая. Выполняя операцию чтения, необходимо дождаться результата.
При записи в память, ожидание окончания записи не является обязательным (при условии сохранения последовательности операций).
Операции записи можно откладывать.
Местонахождение буферов влияет на производительность!
При записи в память, ожидание окончания записи не является обязательным (при условии сохранения последовательности операций).
Операции записи можно откладывать.
Местонахождение буферов влияет на производительность!
Слайд 19Кэш-память
Быстродействующая память, находящаяся между процессором и основной памятью.
В кэш-памяти хранятся часто
используемые данные (принцип локальности).
Позволяет существенно улучшить производительность системы.
Время работы программного кода становится фактически непредсказуемым.
Позволяет существенно улучшить производительность системы.
Время работы программного кода становится фактически непредсказуемым.
Слайд 21Рассогласование
При осуществлении DMA доступа, содержимое кэш-памяти и основной памяти может стать
рассогласованным:
Процессор работает с данными
Устройство пишет в память по тому же адресу.
За этим надо строго следить!
Процессор работает с данными
Устройство пишет в память по тому же адресу.
За этим надо строго следить!
Слайд 22Рассогласование - решения
Каждый участок памяти управляется либо процессором, либо устройством:
Когда данные
передаются устройству, диапазон адресов в кэш-памяти «сбрасывается» в память (flush).
Когда данные принимаются от устройства, диапазон адресов в кэш-памяти делается недействительным (invalidate).
Snooping. Внешние обращения к памяти отслеживаются «аппаратно», и выравнивание кэш с основной памятью происходит автоматически.
Когда данные принимаются от устройства, диапазон адресов в кэш-памяти делается недействительным (invalidate).
Snooping. Внешние обращения к памяти отслеживаются «аппаратно», и выравнивание кэш с основной памятью происходит автоматически.
