Организация обмена данными с ВУ. Аппаратные средства вычислительной техники. (Лекция 4)

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов
Возможности использования ВМ в значительной степени зависят от состава и технических характеристик периферийных устройств.
Периферийные устройства различаются принципом действия, форматами и скоростью передачи информации через их внешние выводы, набором управляющих сигналов

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов
Периферийные устройства работают в своем темпе, не синхронизированном с работой процессора: запросы со стороны периферийных устройств на установление связи и обмен данными могут поступать в произвольные моменты времени.
Для организации обмена требуются специальные электронные средства согласования форматов и синхронизации процессов.

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов
Принципы организации информационного взаимодействия модулей:
Принцип подчиненности предполагает, что одно из обменивающихся информацией по шине устройств является ведущим, управляющим процессом обмена, а другое (или несколько других) — ведомым.
Принцип квитирования базируется на использовании специального сигнала quit (квитанции), формируемого ведомым устройством и используемого ведущим как разрешение завершения цикла обмена. Это позволяет организовать обмен между модулями с различным быстродействием.
Принцип унификации характеристик модулей состоит в обеспечении информационной, электрической и конструктивной совместимости интерфейсов модулей вычислительной системы.

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов
Информационная совместимость предполагает одинаковый состав управляющих сигналов в линиях шины, форматов адресов и данных, а также протоколов обмена, устанавливающих причинно-следственные связи и временные интервалы между сигналами.
Электрическая совместимость — это согласованность параметров электрических сигналов, используемых для информационного обмена по шине, нагрузочной способности источников сигнала и входных токов приемников, паразитных параметров линии связи.
Конструктивная совместимость — это унификация модулей, шины и корпуса ВМ по конструктивным параметрам: размерам, типам соединителей, месту их установки и т. п.

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов

Общие сведения. Назначение и классификация шинных интерфейсов

Классификация способов обмена данными с ВУ

Классификация способов обмена данными с ВУ

Общая схема адаптера

Программный ввод-вывод. Синхронная передача

Программный ввод-вывод. АСинхронная передача

передача данных с прерыванием программы
Тип обмена данными, при котором для выполнения операций ввода-вывода производят прерывание программы, называется передача данных с прерыванием программы.
Важным отличием обмена данными с прерыванием программы от синхронного и асинхронного обменов является то, что в нем инициатором обмена является не процессор, а внешнее устройство, запросившее обмен.
Возможность прерывания программ — важное архитектурное свойство ВМ, позволяющее повышать производительность процессора при наличии нескольких протекающих параллельно во времени процессов, требующих в произвольные моменты времени управления и обслуживания со стороны процессора.

Система прерываний

Система прерываний

Система прерываний
Функциональная схема контроллера прерываний

Система прерываний