8.2.6. Синхронная передача данных

Наиболее частая операция шипы - обмен данными между двумя устройствам;;. Эта операция наглядно демонстрирует разницу между синхронной и асинхроннс. передачей. При рбмене данными ведущая плата устанавливает адрес и актавир-. одну или более управляющих линий для того, чтобы подтвердить правильность а, реса и указать тип операции - чтение или запись.

При синхронном выполнении операции чтения адресуемое (ведомое) уСтройст,. должно передать данные на шину за определенное число тактов (рис. 8.13). В прк: денном примере все присоединенные платы "знают", что адрес действителен в те ние пяти тактов после начала операции, а данные - только в течение тактов б, 71;-Операция синхронной записи аналогична, с той лишь разницей, что ведунееустро. ство "ответственно" за поступление данных на шину. Ведомое устройство долж; считать данные с ншны в течение нескольких тактов.

адрес

(от ведугцего)

подтверждение адреса (от ведущего)

<

адрес

запрос на чтение да!шых (от ведущего)

данные

(от ведомого)

синхроншация (от ведущего)

достоверные данные

1 2 3 4 5 6 7

9 10 И 12

Рис. 8.13. Синхронное чтение данных. При каждом импульсе синхронизации на шине должен быть выставлен определенный сигнал. В данном примере адрес должен удерживаться на пгине в промежутке между импульсами 2 и 7; подтверждение адреса выполняется отдельным сигналом. Запрос на чтение данных должен удерживаться на шипе между импульсами 4 и 7. Ведомое устройство отвечает передачей запрошенных данных между 6 и 8 импульсами. Сигналы адреса и данных должны присутствовать на линии уже в начале импульса синхронизации

Моментом синхронизации всегда считается изменение полярности тактового;: пульса. Какие сигналы, когда и какой продолжительности должны присутствоват--па HHHie - определяется ее потоком. Например, если частота синхронизации составляет 10 МГц, то интервал между носледовательны.ми положительными (или отрицательными) имггульсами составляет 100 нс. Схе.мы интерфейса на платах должиь быть способны реагировать в рамках такого временнс)Го промежутка.

Если адресуемая плата не в состоянии декодировать адрес и выдать занронгени!- данные вовремя, то она активирует липикэ ЖЛЛТЬ, чтобы показать остальным пл-

,j)i,4T0 операция отложена. Когда медленная плата готова продолжать, она сбрасы-jjfTCHraaT ЖДАТЬ и продолжает нормальную работу. Это действие называется jjaeHHCM тактов ожидания.

j2,7. Асинхронная передача данных

Уасннхронных шин линия синхронизации отсутствует. Вместо этого для под-;-ержденця готовности источника и получателя к обмену, достоверности адреса :анных и завершения приема получателем используются несколько линий кви-

роваиия.

(данные приняты,

„fjf,gr / \ Ч адрес больше не действителен)

(Z ведущего) -<

ттение / \ (дшшые приняты)

Ыных

(т ведущего)

ищь1е / \ (да7шые больше не действительны)

(т ведомого) -( достоверные данные

подтверждение ,-.

(1аццъ / \ (данные больше пе деистеителыт)

(от ведомого)

М I I I I I I I I I I I I I I I I I I I I

время

Рис. 8.14. Асинхронное чтение данных. Ведущее устройство задает адрес на шине и подтверждает его правильность активацией линии ЧТЕНИЕ ДАННЫХ (в этом ггримере). Ведомая плата в ответ помещает данные на шину и подтверждает оггерацию с помощью .1ИВИИ ДАННЫЕ ГОТОВЫ. Ведущий сбрасывает линию ЧТЕНИЕ ДАННЫХ, чтобы подтвердить прием данных, а ведомый отвечает прекращением передачи и сбросом •1ИНИИ ДАННЫЕ ГОТОВЫ в качестве последнего подтверждения.

При выполнении операции чтения (рис. 8.14) ведущее устройство начинает с пе-йчи на шипу адреса назначения и сразу после этого подтверждает адрес активаци--1ИНИИ АДРЕС ДЕЙСТВИТЕЛЕН. Дополнительная линия ука.зывает, что запра-зае.чая операция - ЧТЕНИЕ данных. Когда линия АДРЕС ДЕЙСТВИТЕЛЕН 1вировапа, все платы расшифровывают адрес, .дpecyeмaя плата передает требуе-данные на пшну и подтверждает операцию активацией линии ДАН НЫ Е ГОТО-Ведущее устройство подтверждает прием данных по линии ДАННЫЕ П()/1-№ЖДЕНЫ. Теперь ведомое устройство может сбросить линию ДАННЫЕ ГОТОВЫ "вободить шипу; в ответ ведущий сбрасывает линию ДАННЫЕ ПОДТВЕРЖДЕ-• Операция чтения данных заверцгена.

некоторых тиггах асинхронных шин линии подтверждения адреса и управления

•Рациями организованы иначе. Например, активация линии ЗАПИСЬ В ПА-

МЯТЬ олповремеппо указывает, что адрес также действителен. При такой органйга. ции для каждой из возможных операций необходима только одна линия.

Операция записи данных аналогична операции чтения. В этом случае ведущ. устройство передает на ншну адрес назначения и данные. Для того чтобы указ; операцию ЗАПИСЬ и подтвердить, что адрес и данные действительны, активируг, ся соответствующие липни. В этот момент все платы читают и раснптфровывают j pec; адресуемая плата, кроме того, читает и данные, а и когда операция чтения заье щепа, она сообщает об этом, активируя линию ДА!1ИЫЕ ПОДТВЕРЖДЕН; Ведущая плата затем может сбросить линию ДАННЫЕ ГОТОВЫ, чтобы показ;; что данные и адрес больше не действительны. Ведомое устройство сбрасываетлищ ДАННЫЕ ПОДТВЕРЖДЕНЫ, и операция записи завершается.

8.2.8. Блочная передача

Нересьпка данных между оперативной памятню и периферийными устройствах;;: (дисковые накопители или видеоплаты) - это самая частая операция в вычислительной системе. Такие обмены обычно происходят в виде блоков, состоящих из сотек,; даже тысяч байт. Аналогичные операции встречаются при пересылке между областями памяти данных, организованных в блоки, например, текстов, массивов и симвс.ть-ных строк. Характерной особенностью данных этого типа является то, что они размещены по последовательным адресам памяти.

При блочной передаче (block transfer) вместе с адресом начала блока передает-:: его длина. Затем данные последовательно записываются принимающим устр; ством в соответствии с тактовыми сигналами при синхронной передаче или по; каждого квитирования при асинхронной. При блочных операциях нет необходи; сти передавать и подтверждать адрес каждого байта, поскольку адреса чтения и за си автоматически увеличиваются источником и получателем.

Технология блочной передачтл требует дополнительных логических схем на!; тах д.ля автоматической генерации новых адресов. Благодаря тому что блочная пер дача существенно улучшает скорость передачи и пропускную способность систем; в новых шинах она является стандартной возможностью.

8.2.9. Обработка прерываний

Прерывание (intempt) - это сигна/г, который нерифериЙ1юе усгроясгао лось, ет центральному ггроцессору или друго.му устройству для того, чгобы з&ирость служивапие. В ответ па ггрерьшание процессор прекращает TCKyjnyio работу и bki. пяет служебную процедуру обработки прерывания, посте завершения догори- игпо.тнение прервашюй задачи может быть продолжено (ра.здел 10.6.4).

Прерывание показывает, что нроизоп1ло событие, асинхронное по оттшепяО к текущей програм.ме. .Это может быть появление новых данных в катш.тс связи ч жатие кнопки или завсрпгепие операции, в результате чего устройство, выцавШ сигнал прерывания, запрапшваетвнимание процессора, По самой своей ггриродепр рывапия .могут возникнуть в любой мо.мент.

Устройство генерирует прерывание активацией линии запроса прорыв,; в большинстве случаев прерывание адресуется устройству, являюгцемуся в да1; М1)мент педунплм. Когда ведущее устройство шины готово обслужить прерыв.)