Bài giảng Kiến trúc máy tính: Chương 6 (Hệ thống Bus)

10/12/2017<br /> <br /> Hệ thống Bus<br /> <br /> Sơ lược về Bus<br /> - Một trong những hoạt động và chức năng cơ bản<br /> của máy tính là truyền số dữ liệu. Sự hoạt động của máy<br /> tính do các bộ xử lí điều khiển. Bộ xử lí và các chip hổ trợ<br /> khác đến lượt mình cũng thường xuyên truyền số liệu giữa<br /> các khối, bộ phận trong và ngoài chúng với nhau.<br /> - Có rất nhiều các bộ phận, khối riêng rẽ trong các<br /> Chíp và các đường truyền số liệu rất đa dạng, nên một cách<br /> hợp lí là không thể thực hiện các đường nối giữa các bộ<br /> phận, khối từng đôi một với nhau mà ta nối chung tất cả<br /> các lối vào/ra của các khối riêng rẽ với nhau lên hệ thống<br /> các đường dẫn chung, hệ thống này còn được gọi là Bus.<br /> <br /> 1<br /> <br /> 10/12/2017<br /> <br /> Đặc điểm khi dùng Bus<br /> - Các bộ phận, khối được nối lên Bus phải thoả<br /> mãn một yêu cầu là có khả năng được cắt ra hoặc nối<br /> trở lại theo điều khiển. Lúc một output được cắt ra<br /> khỏi Bus nó có trạng thái trở kháng cao.<br /> - Trong mỗi thời điểm một output thường phải<br /> đồng thời cấp số liệu cho nhiều input, cho nên nó cần<br /> có khả năng phát ra (source) ở mức logic cao hoặc<br /> nuốt vào (sink) ở mức logic thấp, một dòng điện lớn<br /> đến vài chục mA cấp cho input đó, đóng vai trò tải của<br /> output.<br /> <br /> 1. Ưu điểm :<br /> - Giá thành thấp .<br /> - Dễ thay đổi ngoại vi.<br /> Ta có thể gở bỏ một ngoại vi hoặc thay đổi ngoại vi mới cho<br /> các máy tính trong cùng một hệ thống Bus.<br /> 2. Nhược điểm:<br /> - Điểm bất lợi chính của Bus là tạo ra nghẽn cổ chai, điều<br /> này làm giới hạn lưu lượng vào/ra tối đa. Các hệ thống máy tính<br /> dùng cho quản lý phải dùng thường xuyên các ngoại vi, khó khăn<br /> chính là phải có một hệ thống Bus đủ khả năng phục vụ bộ xử lý<br /> trong việc liên hệ với các ngoại vi.<br /> - Quy tắc nghiêm ngặt của truyền số liệu là trong mỗi thời<br /> điểm, tối đa chỉ có một output được truyền số liệu trên Bus.<br /> - Ngoài ra một hệ thống Bus còn bị giới hạn tốc độ bởi các<br /> yếu tố vật lí như chiều dài của Bus và số bộ phận được mắc vào<br /> Bus .<br /> <br /> 2<br /> <br /> 10/12/2017<br /> <br /> Ⅱ. Phân loại Bus:<br /> 1. Bus hệ thống nối bộ xử lý với bộ nhớ<br /> System Bus, Front Side Bus (FSB), Local Bus:<br /> - Bus kết nối bộ xử lí với bộ nhớ thì ngắn và thường<br /> rất nhanh.<br /> - Khi thiết kế Bus kết nối bộ xử lý với bộ nhớ, nhà<br /> thiết kế biết trước các linh kiện và bộ phận cần kết nối<br /> lại.<br /> 2. Bus nối ngoại vi:<br /> - Bus vào ra có thể có chiều dài lớn và có thể kết nối<br /> với nhiều loại ngoại vi các ngoại vi này có thể có lưu<br /> lượng thông tin khác nhau, định dạng dữ liệu khác<br /> nhau.<br /> - Khi thiết kế Bus vào/ra phải thiết kế Bus thoả mãn<br /> nhiều ngoại vi có mức trì hoãn và lưu lượng rất khác<br /> nhau.<br /> <br /> Hệ thống bus trong một máy tính<br /> <br /> 3<br /> <br /> 10/12/2017<br /> <br /> Hệ thống trên Bus nối ngoại vi được phân cấp thành hai<br /> hệ thống Bus con.<br /> Bus tốc độ cao (high-speed bus) hỗ trợ kết nối các<br /> thiết bị tốc độ cao như SCSI, LAN, Graphic, Video,…<br /> Hệ thống Bus mở rộng (expansion Bus) được thiết kế<br /> để kết nối với các ngoại vi yêu cầu tốc độ thấp như:<br /> modem, cổng nối tiếp, cổng song song,…Giữa hai hệ<br /> thống Bus nối ngoại vi trong tổ chức hệ thống Bus<br /> phân cấp là một giao diện đệm<br /> <br /> Hệ thống bus phân cấp<br /> <br /> 4<br /> <br /> 10/12/2017<br /> <br /> Tóm tắt:<br /> Hệ thống Bus trên đã được chia làm 3 phần:<br /> - Bus hệ thống được nối với processor, main<br /> memory, cache/bridge.<br /> - Bus tốc độ cao (hight-speed Bus) được nối với<br /> các thiết bị yêu cầu tốc độ cao như video, LAN,<br /> SCSI,….<br /> - Bus mở rộng (expansion Bus) được nối với<br /> FAX, model….<br /> <br /> Bảng biểu diễn tốc độ dữ liệu của các ngoại vi<br /> <br /> 5<br /> <br />