Цифровой логический уровень Булева алгебра Комбинаторные схемы компаратор Арифметические схемы Сумматоры Триггеры Энергонезависимая память Шина Pentium 4 Цоколевка процессора UltraSPARC III Сигналы шины PCI Шина USB

IEEE 1394, или FireWire (название Apple), или iLink (название Sony), становится стандартом для передачи цифрового видео, но может использоваться для присоединения жестких дисков, сканеров, сети, цифровых камер, передачи профессионального аудио, и других процессов, требующих большой пропускной способности. FireWare на сегодняшний день ненамного дороже, чем другие форматы, но цена на него быстро падает.

Еще один важный цикл шины — цикл обработки прерываний. Когда центральный процессор командует устройству ввода-вывода выполнить какое-то действие, он ожидает прерывания после завершения работы. Для сигнала прерывания нужна шина.

Поскольку может сложиться ситуация, когда несколько устройств одновременно захотят выполнить прерывание, здесь имеют место те же проблемы разрешения конфликтных ситуаций, что и в обычных циклах шины. Чтобы избежать таких проблем, нужно каждому устройству приписать определенный приоритет и для распределения приоритетов поддерживать централизованный арбитраж. Существует стандартный контроллер прерываний, который широко используется. В компьютерах IBM PC и последующих моделях для этого служит микросхема Intel 8259А. Она изображена на рис. 3.40.

Рис. 3.40. Контроллер прерываний 8259А

До восьми контроллеров ввода-вывода могут быть непосредственно связаны с восемью входами IRr (Interrupt Request — запрос прерывания) микросхемы 8259А. Когда любое из этих устройств решит выполнить прерывание, оно запускает свою линию входа. Если активизируется один или несколько входов, контроллер 8259А выдает сигнал INT (INTerrupt — прерывание), который подается на соответствующий вход центрального процессора. Если центральный процессор способен обработать прерывание, он посылает микросхеме 8259А импульс через вывод INTA (INTerrupt Acknowledge — подтверждение прерывания). В этот момент микросхема 8259А должна определить, на какой именно вход поступил сигнал прерывания. Для этого она помещает номер входа на информационную шину. Эта операция требует особого цикла шины. Центральный процессор использует этот номер для обращения к таблице указателей, которую называют таблицей векторов прерываний, чтобы найти адрес процедуры обработки этого прерывания.

Микросхема 8259А содержит несколько регистров, которые центральный процессор может считывать и записывать, используя обычные циклы шины и выводы RD (ReaD — чтение), WR (WRite — запись), CS (Chip Select — выбор элемента памяти) и АО. Когда программное обеспечение обработало прерывание и готово получить следующее, оно записывает специальный код в один из регистров, который вызывает сброс сигнала INT микросхемой 8259А, если не появляется другое прерывание. Регистры также могут записываться для того, чтобы перевести микросхему 8259А в один из нескольких режимов, и для выполнения некоторых других функций.

При наличии более 8 устройств ввода-вывода микросхемы 8259А могут соединяться каскадом. В самой экстремальной ситуации все 8 входов могут быть связаны с выходами еще 8 микросхем 8259А, соединяя до 64 устройств ввода- вывода в двухступенчатую систему прерывания. Микросхема 8259А содержит несколько выводов для каскадного соединения, но мы их опустили ради простоты.

Хотя мы никоим образом не исчерпали все вопросы разработки шин, изложенный материал дает достаточно информации для общего понимания принципов работы шины и принципов взаимодействия с шиной центрального процессора. Теперь мы перейдем от общего к частному и рассмотрим несколько конкретных примеров процессоров и их шин.

Аппаратное обеспечение компьютера логический уровень

USB 1 (Universal Serial Bus) - Универсальная Последовательная Шина - это распространенная на ПК шина для внешних устройств. В высокоскоростном варианте скорость составляет 12 Мбит/с, и 1.5 Мбит/с в низкоскоростном. При использовании высокоскоростного варианта, максимальная длина кабеля 5 метров, и только 3 метра при низкоскоростном. Пока что у USB не хватает скорости для работы с основным жестким диском, но ее вполне хватает для второстепенного, CD-R, сканеров, сети, и др. устройств.
Аппаратное обеспечение компьютера Безопасность в компьютерных сетях