Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 6: Hệ thống vào-ra - Nguyễn Kim Khánh

Nội dung text: Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 6: Hệ thống vào-ra - Nguyễn Kim Khánh

1. Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007 NKK-HUT NKK-HUT Các thành phần của DMAC Hoạt động DMA „ CPU “nói” cho DMAC „ Vào hay Ra dữ liệu „ Thanh ghi dữ liệu: chứa dữ liệu trao đổi „ Địa chỉ thiết bị vào-ra (cổng vào-ra tương ứng) „ Thanh ghi địa chỉ: chứa địa chỉ ngăn „ Địa chỉ đầu của mảng nhớ chứa dữ liệu Æ nạp vào nhớ dữ liệu thanh ghi địa chỉ „ Số từ dữ liệu cần truyền Æ nạp vào bộ đếm dữ liệu „ Bộ đếm dữ liệu: chứa số từ dữ liệu cần trao đổi „ CPU làm việc khác „ DMAC điều khiển trao đổi dữ liệu „ Logic điều khiển: điều khiển hoạt động „ Sau khi truyền được một từ dữ liệu thì: của DMAC „ nội dung thanh ghi địa chỉ tăng „ nội dung bộ đếm dữ liệu giảm „ Khi bộ đếm dữ liệu = 0, DMAC gửi tín hiệu ngắt CPU để báo kết thúc DMA 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 41 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 42 NKK-HUT NKK-HUT Các kiểu thực hiện DMA Cấu hình DMA (1) „ DMA truyền theo khối (Block-transfer DMA): DMAC sử dụng bus để truyền xong cả khối dữ liệu „ DMA lấy chu kỳ (Cycle Stealing DMA): DMAC cưỡng bức CPU treo tạm thời từng chu kỳ bus, DMAC chiếm bus thực hiện truyền một „ Mỗi lần truyền, DMAC sử dụng bus hai lần từ dữ liệu. „ Giữa mô-đun vào-ra với DMAC „ DMA trong suốt (Transparent DMA): DMAC „ Giữa DMAC với bộ nhớ nhận biết những chu kỳ nào CPU không sử dụng bus thì chiếm bus để trao đổi một từ dữ liệu. 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 43 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 44 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 11
2. Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007 NKK-HUT NKK-HUT Cấu hình DMA (2) Cấu hình DMA (3) „ DMAC điều khiển một hoặc vài mô-đun vào-ra „ Mỗi lần truyền, DMAC sử dụng bus một lần „ Bus vào-ra tách rời hỗ trợ tất cả các thiết bị „ Giữa DMAC với bộ nhớ cho phép DMA „ Mỗi lần truyền, DMAC sử dụng bus một lần „ Giữa DMAC với bộ nhớ 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 45 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 46 NKK-HUT NKK-HUT Đặc điểm của DMA 4. Kênh vào-ra hay là bộ xử lý vào-ra „ Việc điều khiển vào-ra được thực hiện „ CPU không tham gia trong quá trình bởi một bộ xử lý vào-ra chuyên dụng trao đổi dữ liệu „ Bộ xử lý vào-ra hoạt động theo chương „ DMAC điều khiển trao đổi dữ liệu giữa trình của riêng nó bộ nhớ chính với mô-đun vào-ra (hoàn „ Chương trình của bộ xử lý vào-ra có thể toàn bằng phần cứng)Æ tốc độ nhanh nằm trong bộ nhớ chính hoặc nằm „ Phù hợp với các yêu cầu trao đổi mảng trong một bộ nhớ riêng dữ liệu có kích thước lớn „ Hoạt động theo kiến trúc đa xử lý 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 47 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 48 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 12
3. Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007 NKK-HUT NKK-HUT 6.3. Nối ghép thiết bị ngoại vi Nối ghép song song 1. Các kiểu nối ghép vào-ra „ Nối ghép song song „ Nối ghép nối tiếp „ Truyền nhiều bit song song „ Tốc độ nhanh „ Cần nhiều đường truyền dữ liệu 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 49 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 50 NKK-HUT NKK-HUT Nối ghép nối tiếp 2. Các cấu hình nối ghép „ Điểm tới điểm (Point to Point) „ Thông qua một cổng vào-ra nối ghép với một thiết bị ngoại vi „ Điểm tới đa điểm (Point to Multipoint) „ Thông qua một cổng vào-ra cho phép nối ghép được với nhiều thiết bị ngoại vi „ Ví dụ: „ Truyền lần lượt từng bit „ SCSI (Small Computer System Interface): 7 hoặc „ Cần có bộ chuyển đổi từ dữ liệu song song sang nối tiếp hoặc/và ngược lại 15 thiết bị „ USB (Universal Serial Bus): 127 thiết bị „ Tốc độ chậm hơn „ Cần ít đường truyền dữ liệu „ IEEE 1394 (FireWire): 63 thiết bị 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 51 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 52 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 13
4. Bài giảng Kiến trúc máy tính 18 March 2007 NKK-HUT NKK-HUT 6.4. Các cổng vào-ra thông dụng trên PC „ Các cổng PS/2: nối ghép bàn phím và chuột „ Cổng nối ghép màn hình „ Cổng LPT (Line Printer): nối ghép với máy in, là cổng song song (Parallel Port) – 25 chân Hết chương 6 „ Cổng COM (Communication): nối ghép với MODEM, là cổng nối tiếp (Serial Port) - 9 hoặc 25 chân „ Cổng USB (Universal Serial Bus): Cổng nối tiếp đa năng, cho phép nối ghép tối đa 127 thiết bị, nhờ các USB Hub „ 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 53 18 March 2007 Bài giảng Kiến trúc Máy tính 54 Nguyễn Kim Khánh - ĐHBKHN 14