Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

1 Számítógépek felépítése sínrendszer, megszakítás.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "1 Számítógépek felépítése sínrendszer, megszakítás."— Előadás másolata:

1 1 Számítógépek felépítése sínrendszer, megszakítás

2 2 Az előadás tartalma Kapcsolatok, Input / Output Sínrendszer Megszakítási rendszer I/O Rendszerek –Programozott I/O –DMA –I/O processzorok, csatornák

3 3 CPU, Memória, és még valami... Számítógép fő számítási funkciója csak a CPU-t és a Memóriát érinti. CPU beolvassa az utasításokat és az adatokat a memóriából, feldolgozza majd az eredményt a memóriában tárolja... Hogyan kerülnek az adatok a memóriába ? DE...

4 4 Kapcsolat a „külvilággal” A kimeneti és bemeneti egység feladata : információ csere a CPU vagy a központi memória és a külvilág között... sín CPUMEM „külvilág”

5 5 A ki/bemeneti egység feladata ki/bemeneti eszköz input/output device I/O eszköz periféria Kapcsolatok kezelése Adatátvitel processzor memóriaI/O eszköz

6 6 Célok és problémák... Célok : eszközök minél gyorsabb, „jobb” kiszolgálása... a CPU minél kisebb leterhelése... Problémák : eszközök (CPU - perifériák) eltérő sebessége... eszközök különbözősége (kezelési mód)...

7 7 Eszközök... BemenetiBe/kimeneti Kimeneti nyomtató képernyő billentyűzet scanner egér háttértárolók (lemezmeghajtók) hálózat (modem) CDROM és még sokan mások...

8 8 Eszközökkel való kapcsolat (kezelése) port-okon keresztül címsín adatsín sd port-ok eszköz vezérlő c parancs regiszter (c) állapotjelző regiszter (s) adat ki/bemeneti regiszter (d)

9 9 I/O eszközök (portok) elérése MemóriaI/O eszközCPU címsín adatsín MemóriaI/O eszközCPU címsín adatsín Mem/IO IO eszköz bizonyos címeket „felismer” közvetlen I/O utasítások : közvetlenül az eszközvezérlő regiszterébe tárolóhoz rendelt módon (memory mapped addressing) : a központi memórián keresztül

10 10 Sínrendszer

11 11 Sínrendszer feladata A sínrendszer feladata : adatok, vezérlőjelek továbbítása Átvitel létrehozásakor eszközök kijelölése („cím” megadás...) adatátvitel iránya eszközök szinkronizálása (működésének összehangolása)

12 12 Sínrendszer struktúrája Külső / belső sínrendszer (CPU-hoz képest) –Belső : (pld. 3 sín, külön adatsín írásra, olvasásra...) –Külső: helyi sín (local bus) (pld. co-processzor) rendszer sín (system bus) (pld. I/O) memória sín (memory bus) Sínrendszer részei : –Címsín –Adatsín –Vezérlősín

13 13 Sínrendszer (közös / külön IO sínrendszer) rendszer sín (system bus) CPUMEM I/O-1 I/O-n... egyszeres osztott sín rendszer sín (system bus) CPUMEM I/O-processzor ki/bemeneti sín (i/o bus) I/O-1 I/O-n... külön memória és ki/bemeneti sín

14 14 Sínek... CPU ALU co-processzor cache MEM IO processzor MEM vez IO eszköz belső sín helyi sín rendszer sín IO sín

15 15 Vezérlő jelek (a vezérlősínen) Adatátvitelt vezérlő jelek : –memória /periféria M/IO- cím a sínen –írás / olvasás R/W- adat a sínen –szó / byte átvitel WD/B- átvitel vége Megszakítást vezérlő jelek Sínvezérlő jelek (kérés, foglalás, visszaigazolás) Egyéb... (órajel, ütemezés, táp,...)

16 16 Sínfoglalás (bus arbitration) Soros kiszolgálás (daisy chain) Lekérdezéses kiszolgálás (polling) Párhuzamos kiszolgálás (independent requesting)

17 17 Soros kiszolgálás (daisy chain) busz vezérlő 0. eszköz 1. eszköz 2. eszköz sínkérés (BREQ - bus request) sín engedélyezés (BG - bus grant) sín

18 18 Lekérdezéses kiszolgálás (polling) busz vezérlő 0. eszköz 1. eszköz 2. eszköz sínkérés (BREQ - bus request) lekérdező szám (polling count) sín

19 19 Párhuzamos kiszolgálás busz vezérlő 0. eszköz 1. eszköz 2. eszköz sínkérés (BREQ - bus request) sín engedélyezés (BG - bus grant) sín prioritás ?

20 20...még a sínekhez kapcsolódik... sínprotokoll (mechanikus, elektromos, logikai) átlapolódó sínciklusok blokk sínciklus (burst cycle) sínfoglalás (bus arbitration) Sínvezérlő (sínmeghajtó) egység (bus interface) master / slave

21 21 A „sínhasználók” processzor memória I/O eszköz co-processzor DMA I/O lebegőpontos utasítás adat, utasítás adat aktív eszköz (master) sínhasználat kezdeményezéssínhasználat végrehajtás passzív eszköz (slave)

22 22 Megszakítási rendszer Interrupt system

23 23 Megszakítások „Váratlan események”... megszakítás (interrupt) megszakítási rendszer megszakítási kérelem (IRQ - Interrupt Request) megszakítási kérelem kiszolgálása Cél : események gyors kezelése... minél kevésbé zavarja a feldolgozást...

24 24 Megszakítások i. i+1. megszakítást kiszolgáló program megszakítás kérelem „futó” program

25 25 Megszakítási események kiváltója programhardver végrehajtás közbeni hiba 0-val osztás túlcsordulás lapváltás szinkron események végrehajtás felfüggesztése a periféria működése közben aszinkron események várhatóváratlan „hiba”„kért működés”

26 26 Megszakítás vs. kivétel megszakítás (interrupt) kivétel (exception) n. utasításn+1. utasítás megszakítás kiszolgálása megszakítás n. utasítás kivétel kiszolgálása kivétel

27 27 Megszakítás kezelés folyamata megszakítás engedélyezés –maszkolás –prioritás –megszakítható pont megszakítás analízis (kiszolgáló rutin ?) –kód - tárcím - utasítás állapotmentés kiszolgálás állapot visszaállítás

28 28 Maszkolás Maszkolható / nem maszkolható kérelmek Maszkolás : bizonyos megszakítások „figyelmen kívül hagyása” megszakítási kérelmek engedélyezése / tiltása

29 29 Megszakítás-engedélyezés megszakítás kérés „maszkolása”... prioritások kezelése : ha több megszakítás egyidőben ? többszörös megszakításkezelés : ha újabb megszakítás a megszakításkezelés közben ? a megszakítást okozó eszköz megállapítása : ki kérte a megszakítást ?

30 30 Többszörös megszakítás Egyszintű megszakítási rendszer : kiszolgáló rutin nem megszakítható Többszintű megszakítási rendszer : rutin-2 rutin-5 rutin-4 rutin-2 megszakítás kérelmek 254 idő prioritás szint „normál” prioritások

31 31 Megszakítás analízis A megszakítást kezdeményező eszköz megállapítása Szoftver módszer Hardver módszer operációs rendszer időnként megvizsgálja az eszközöket „lekérdezéses megszakításkezelés” (polling interrupt) 1 megszakítási vonal... több megszakítási vonal... vektoros módszer : kiszolgáló rutin kezdőcíme...

32 32 Vektoros módszer (a megszakítást kezdeményező eszköz megállapítása) kiszolgáló rutint elindító utasítás átadása (pld.: CALL INT_RUT) kiszolgáló rutint elindító utasítás címének az átadása (pld.: ADR, ahol [ADR]=CALL INT_RUT) kiszolgáló rutint címének az átadása (pld.: INT_RUT) sorszám átadása : megszakítási vektortáblában rutinok kezdőcímei, sorszám mint index a táblázatban

33 33 Megszakítás vektor tábla CALL CALL 100 CALL 200 CALL... A eszköz beviteli rutin A eszköz kiviteli rutin B eszköz kiviteli rutin CPU IO port 0IO port 1IO port 2 A eszközB eszköz INT REQ 2 memória adatsín

34 34 Megszakítás kiszolgálásának lépései (hardver által 1.) eszköz vezérlő megszakítás kezelő processzor adatsín INT (1) IACK (2) megszakítási vektor sorszám (3) sorszám tárolás (4) PC PSW verem IT vektor tábla PC és PSW elmentése (5) rutin kezdőcím a táblázatból (6) kezdőcím a PC-be (7)

35 35 Megszakítás kiszolgálásának lépései (2.) Szoftver által : regiszterek -> verem / memória kiszolgáláshoz szükséges adatok összegyűjtése megszakítás kiszolgálása, kezelése (kiszolgáló rutin lefutása...) verem / memória -> regiszterek Hardver által : PC és PSW visszaállítása állapotmentés állapot visszaállítás kiszolgálás


Letölteni ppt "1 Számítógépek felépítése sínrendszer, megszakítás."

Hasonló előadás


Google Hirdetések