Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Διάδρομοι Μεταφοράς Δεδομένων Πρόγραμμα Αναβάθμισης Προγράμματος Σπουδών Τμήματος Πληροφορικής Τ.Ε.Ι Θεσσαλονίκης Μάθημα Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κεφαλαίο Τρίτο Διάδρομοι Μεταφοράς Δεδομένων Καθηγητής: Α. Βαφειάδης 2008

Διάδρομοι Διασύνδεσης Μονάδων Οι μονάδες συνδέονται μεταξύ τους με ειδικά συστήματα μεταφοράς πληροφοριών τα οποία ονομάζονται δίαυλοι ή διάδρομοι(buses). Στη παρούσα διάλεξη θα μελετηθούν: Οι Βασικές Αρχές λειτουργίας των διαδρόμων Η Ιεραρχία Η Δομή Η Διαιτησία Παράδειγμα Λειτουργίας Διαδρόμου Ασύγχρονος και σύγχρονος διάδρομος Before we even consider FORE’s Video over ATM devices, why do we even care about video networking? With video products you get what you pay for. Inexpensive analog systems are not very effective due to the low quality that it delivers. Therefore it is not a realistic option for important meetings.

Βασική αρχή Λειτουργίας Διαδρόμων Δίαυλος μοναδικής συναλλαγής Μόνο μια μονάδα μπορεί να κατέχει το δίαυλο Δίαυλος διαιρούμενων συναλλαγών Περισσότερες μονάδες μπορούν να κατέχουν το δίαυλο

Ένας και μοναδικός Διάδρομος

Εσωτερικοί Διάδρομοι Pentium II

Pentium IV

System και Expansion Bus

Ιεραρχία Διαδρόμων

Ιεραρχία Διαδρόμων σε PC

Δομή Διαδρόμου Πληροφορίες από / προς μνήμη

Δομή Διαδρόμου Πληροφορίες από/προς KME

Δομή Διαδρόμου Πληροφορίες από/προς Ι/Ο Controller

Ανάλυση Διαδρόμου

Σήματα Ελέγχου (1/3) Bus Request (BREQ): Σήματα Ελέγχου (1/3) Bus Request (BREQ): Αίτηση προς το διαιτητή για την απόκτηση του διαύλου Bus Grant(BGR): Παραχώρηση του διαύλου από το διαιτητή Interrupt Request (INTREQ): Αίτηση διακοπής προς τη ΚΜΕ Interrupt acknowledgment (INTACK): Αναγνώριση μιας εκκρεμούσας διακοπής από τη ΚΜΕ

Memory Request (MREQ): Σήματα Ελέγχου (2/3) Memory Request (MREQ): Αίτηση προς την μνήμη για ανάγνωση η εγγραφή I/O request (IOREQ): Αίτηση προς ελεγκτή Ι/Ο για ανάγνωση η εγγραφή Read Data(RD): Σήμα έναρξής ανάγνωσης από μνήμη ή συσκευή Ι/Ο Write Data(WD): Σήμα έναρξης εγγραφής προς μνήμη ή συσκευή Ι/Ο

Data Ready(DR): Σήματα Ελέγχου (3/3) Ένδειξη ότι τα ζητούμενα δεδομένα είναι στον δίαυλο Αcknowledgment (ACK): Ένδειξη ότι μια διαδικασία διαδρόμου πραγματοποιήθηκε Clock: Χρονισμός Reset: Επαναφορά του διαύλου στην κενή θέση

Κεντρική (centralized) Διαιτησία Διαδρόμου Κεντρική (centralized) Διαιτησία του πλησιέστερου προς τη ΚΜΕ Διαιτητής στη ΚΜΕ Διαιτησία με προτεραιότητες Διαιτητής ανεξάρτητος Κατανεμημένη (distributed) Ύπαρξη προτεραιοτήτων για κάθε μονάδα Δεν υπάρχει κεντρικός διαιτητής

Διαιτησία του πλησιέστερου προς ΚΜΕ

Διαιτησία με Προτεραιότητες

Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(1/3) Εγγραφή αίτησης της ΚΜΕ στο Δίαυλο για ανάγνωση μνήμης Bus Request στο διαιτητή Bus Grand από το διαιτητή Διεύθυνση στο Address bus Memory Request στο control bus Read Data στο control bus

Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(2/3) Τοποθέτηση δεδομένων από τη μνήμη στο δίαυλο Ανάγνωση σημάτων MREQ και Data Read από το Control Bus Ανάγνωση διεύθυνσης από το address Bus Κύκλος μνήμης (ανάγνωση) Τοποθέτηση του δεδομένου στο data bus Data Ready στο control bus

Λειτουργία Διαδρόμου μιας συναλλαγής(3/3) Ανάγνωση της KME δεδομένων από το Δίαυλο Ανάγνωση του σήματος Data Ready (control Bus) Ανάγνωση των Δεδομένων από τo Data Bus

Χρονισμός Διαδρόμου Σύγχρονος διάδρομος Ύπαρξη Χρονισμού (clock Signal) Λίγα σήματα ελέγχου Ασύγχρονος διάδρομος Πρωτόκολλο χειραψίας Περισσότερα σήματα ελέγχου

Σύγχρονος Διάδρομος

Πρωτόκολλο Χειραψίας σε Ασύγχρονο Διάδρομο

Πρωτόκολλο Χειραψίας σε Ασύγχρονο Διάδρομο με πολυπλεξία

Η εξέλιξη των Διαδρόμων Bus Type Bus Width (bits) Bus Speed (MHz) Data /cycle Transfer Rate (MB/sec) ISA 16 8 1 EISA 32 VL-bus 25 100 33 132 AGP x 1 66 266 AGP x 8 2 GB PCI 1.0 63 264 PCI 2.3 64 533 PCI-X 1.0 133 1 GB PCI-X 2.0 2 4 4 GB PCI = Peripheral Component Interconnect ISA = Industry Standard Architecture AGP = Accelerated Graphic Port

PCI- Express USB 2.0 60 MB/s * Αμφίδρομη μετάδοση

PCI-express X2

PCI vs PCI express Αρχιτεκτονική Dell

PCI slots Dell

PCI-express connectors

PCI Motherboard

Motherboard with Four Slots – PCIe x16, PCI, PCIe x8, and PCI-X (from bottom to top)

PCI-express 2.0 Source Dell