Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 6

Chia sẻ: Dqwdqweferg Vgergerghegh | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:13

Thêm vào BST

Báo xấu

87
lượt xem 6
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Các máy tính hiện đại ghép chung ALU và đơn vị kiểm soát vào trong một IC gọi là đơn vị xử lý trung tâm hay CPU. Thông thường, bộ nhớ máy tính nằm trong một số IC nhỏ gần CPU. Phần lớn trọng lượng máy tính là các bộ phận phụ thuộc như hệ thống cung cấp điện hay các thiết bị đầu/cuối (I/O).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo Trình Kiến Trúc Máy Tính - Nguyễn Hữu Lộ phần 6

-66- Caán Truùc Maùy Tính Ñaët söï kieän naøy vaøo nhöõng tröôøng hôïp khaùc, neáu bus coù moät taäp hôïp khoâng ñoàng nhaát caùc thieát bò, moät soá coù toác ñoä nhanh vaø moät soá coù toác ñoä chaäm, bus phaûi thích öùng vôùi caùc thieát bò coù toác ñoä chaäm nhaát vaø do ñoù caùc thieát bò coù toác ñoä nhanh khoâng theå ñöôïc söû duïng heát khaû naêng cuûa chuùng. Kyõ thuaät pha troän naøy coù theå giaûi quyeát baèng caùch duøng bus khoâng ñoàng boä, bus khoâng coù xung clock chuû, trình baøy trong hình 3.4. Thay vì raøng buoäc moïi thöù vôùi xung clock, khi thieát bò chuû ñaõ xaùc laäp caùc ñöôøng ñòa chæ, tín hieäu MREQ , tín hieäu RD vaø caùc tín hieäu caàn thieát khaùc, thieát bò chuû seõ xaùc laäp noät tín hieäu ñaëc bieät goïi laø tín hieäu ñoàng boä chuû MSYN ( master synchronibzation ). Khi thaáy tín hieäu naøy, thieát bò thuï ñoäng seõ thöïc hieän coâng vieäc baèng chính toác ñoä cuûa mình. Khi thöïc hieän xong, thieát bò phuï thuoäc seõ xaùc laäp ñöôøng tín hieäu ñoàng boä phuï thuoäc SSYN (slave synchronization ). Ngay khi tín hieäu chuû bus thaáy tín hieäu SSYN ñöôïc xaùc laäp, thieát bò naøy bieát raèng döõ lieäu ñaõ söû duïng ñöôïc, vì theá seõ choát döõ lieäu laïi, sau ñoù khoâng xaùc laäp caùc ñöôøng ñòa chæ cuøng vôùi MREQ , RD vaø MSYN . Khi thaáy tín hieäu MSYN khoâng coøn xaùc laäp, thieát bò phuï thuoäc bieát chu kyø ñaõ hoaøn taát, seõ khoâng xaùc laäp SSYN vaø chuùng ta trôû laïi traïng thaùi ban ñaàu, vôùi taát caû caùc tín hieäu khoâng coøn xaùc laäp, ñôïi thieát bò chuû keá tieáp. Giaûn ñoà thôøi gian cuûa caùc bus khoâng ñoàng boä söû duïng caùc muõi teân ñeå chæ nguyeân nhaân vaø keát quaû, nhö trong hình 3.5. Xaùc laäp tín hieäu MSYN laøm cho caùc ñöôøng döõ lieäu ñöôïc xaùc laäp, vaø cuõng laøm cho thieát bò phuï thuoäc xaùc laäp SSYN . Xaùc laäp SSYN laøm cho caùc ñöôøng ñòa chæ, MREQ , RD vaø MSYN khoâng coøn xaùc laäp. Cuoái cuøng, MSYN khoâng coøn xaùc laäp seõ laøm SSYN khoâng xaùc laäp, keát thuùc thao taùc ñoïc döõ lieäu. Hình 3.4 : Hoaït ñoäng cuûa moät bus khoâng ñoàng boä Taäp caùc tín hieäu phoái hôïp vôùi nhau theo caùch naøy goïi laø baét tay hoaøn toaøn (full handshake ). Phaàn cô baûn bao goàm 4 söï kieän sau : 1. MSYN ñöôïc xaùc laäp Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-67- Caán Truùc Maùy Tính 2. SSYN ñöôïc xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo MSYN 3. MSYN khoâng xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo SSYN . 4. SSYN khoâng xaùc laäp ñeå ñaùp öùng theo söï khoâng xaùc laäp cuûa MSYN . Roõ raøng phöông phaùp baét tay hoaøn toaøn coù thôøi gian ñoäc laäp. Moãi söï kieän ñöôïc gaây ra bôûi moät söï kieän tröôùc, khoâng phaûi bôûi xung clock. Neáu moät caëp thieát bò chuû – phuï thuoäc caù bieät coù toác ñoä chaäm, chuùng vaãn khoâng laøm aûnh höôûng ñeán caëp thieát bò coù toác ñoä nhanh hôn nhieàu. Thuaän lôïi cuûa loaïi bus khoâng ñoàng boä ñeán ñaây ñaõ roõ, nhöng treân thöïc teá haàu heát caùc bus laø bus khoâng ñoàng boä. Nguyeân nhaân laø do heä thoáng ñoàng boä deã laép ñaët hôn. CPU chæ phaûi xaùc laäp caùc tín hieäu vaø boä nhôù chæ phaûi töông taùc laïi. Khoâng coù söï hoài tieáp ( nguyeân nhaân vaø haäu quaû ) vaø neáu caùc thaønh phaàn ñöôïc choïn hoaøn toaøn thích hôïp, caùc thieát bò laøm vieäc seõ khoâng caàn baét tay. 5. Phaân xöû bus Cho tôùi luùc naøy, chuùng ta ñaõ ngaàm giaû thieát chæ coù moät thieát bò chuû laø CPU. Thöïc ra, caùc chip I/O cuõng coù theå trôû thaønh caùc thieát bò chuû khi ñoïc vaø ghi boä nhôù, vaø chuùng cuõng gaây ra caùc ngaét. Caùc boä ñoàng xöû lyù cuõng trôû thaønh thieát bò chuû khi caàn ñeán caùc toaùn haïng. Moät caâu hoûi ñöôïc ñaët ra : “ Ñieàu gì seõ baûy ra neáu coù hai hoaëc nhieàu thieát bò cuøng luùc muoán trôû thaønh thieát bò chuû ?”. Caâu traû lôøi laø caàn coù moät soá cô cheá phaân xöû bus naøo ñoù ñeå ngaên caûn söï tranh chaáp. Caùc cô cheá phaân xöû bus coù theå laø taäp trung hoaëc khoâng taäp trung. Tröôùc tieân, chuùng ta haõy xeùt cô cheá phaân xöû bus taäp trung. Moät daïng ñôn giaûn caù bieät cuûa phaân xöû bus taäp trung ñöôïc trình baøy trong hình 3.5. Trong sô ñoà naøy, boä phaân xöû bus ñôn seõ quyeát ñònh thieát bò naøo keá tieáp laø thieát bò chuû. Nhieàu boä vi xöû lyù thieát keá saün boä phaân xöû bus ngay trong chip CPU, nhöng trong caùc heä thoáng maùy tính mini ñoâi khi laø moät thieát bò rieâng. Bus chöùa moät ñöôøng yeâu caàu thieát keá theo kieåu OR noái daây ñöôïc xaùc laäp bôûi moät hoaëc nhieàu thieát bò vaøo baát cöù luùc naøo. Vôùi caùch keát noái naøy, khoâng coù caùch naøo boä phaân xöû bus bieát ñöôïc coù bao nhieâu thieát bò ñang yeâu caàu bus, boä phaân xöû bus chæ bieát coù hay khoâng coù yeâu caàu söû duïng bus. Khi thaáy coù yeâu caàu bus, boä phaân xöû bus phaùt tín hieäu cho pheùp duøng bus baèng caùch xaùc laäp ñöôøng caáp bus ( bus grant line ). Ñöôøng naøy ñöôïc noái qua taát caû caùc thieát bò I/O theo kieåu noái tieáp gioáng nhö chuoãi caùc boùng ñeøn treân caây giaùng sinh. Khi thaáy tín hieäu caáp bus, thieát bò ñöùng gaàn boä phaân xöû bus nhaát seõ kieåm tra xem coù phaûi ñaõ ñöa ra moät yeâu caàu bus hay khoâng. Neáu ñuùng, thieát bò naøy seõ tieáp quaûn bus vaø khoâng truyeàn tín hieäu caáp bus xuoáng cho caùc thieát bò khaùc. Neáu khoâng yeâu caàu bus, thieát bò naøy truyeàn tín hieäu caáp bus tôùi thieát bò keá tieáp treân ñöôøng daây vaø cöù nhö vaäy cho ñeán khi coù moät thieát bò naøo ñoù nhaän tín hieäu caáp bus vaø tieáp quaûn bus. Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-68- Caán Truùc Maùy Tính Sô ñoà naøy ñöôïc goïi laø söï raøng buoäc chuoãi (daisy chaining ). Sô ñoà naøy coù ñaëc tính laø caùc thieát bò ñöôïc caáp quyeàn öu tieân tuøy thuoäc vaøo caùc thieát bò ñoù ñöùng gaàn bao nhieâu ñoái vôùi boä phaân xöû bus. Thieát bò naøo ñöùng gaàn nhaát seõ coù öu tieân cao nhaát. Ñeå ñeán gaàn nhöõng öu tieân ngaàm ñònh döïa treân khoaûng caùch töø boä phaân xöû tôùi thieát bò, nhieàu bus coù nhieàu möùc öu tieân. Moãi möùc öu tieân coù moät ñöôøng yeâu caàu bus vaø moät ñöôøng caáp bus. Boä phaân xöû bus coù theå coù 2 möùc öu tieân, 1 vaø 2 (caùc bus treân thöïc teá thöôøng coù 4, 8 hoaëc 16 möùc). Moãi thieát bò ñöôïc noái ñeán moät trong caùc möùc yeâu caàu bus. Nhöõng thieát bò caøng coù yeâu caàu caáp baùch veà thôøi gian seõ ñöôïc noái ñeán caùc möùc öu tieân caøng cao. Hình 3.5: Boä phaân xöû bus taäp trung Neáu coù nhieàu möùc öu tieân ñöôïc yeâu caàu ñoàng thôøi, boä phaân xöû bus chæ phaùt tín hieäu caáp bus treân möùc öu tieân cao nhaát. Trong soá caùc thieát bò coù cuøng möùc öu tieân, ngöôøi ta aùp duïng sô ñoà raøng buoäc chuoãi. Nhieàu boä phaân xöû bus coù theâm ñöôøng tín hieäu thöù 3 ñeå moät thieát bò xaùc laäp ñöôøng naøy khi nhaän caáp bus vaø chieám giöõ bus. Ngay khi ñöôøng tín hieäu traû lôøi naøy (acknowledgement line) ñöôïc xaùc laäp, caùc ñöôøng yeâu caàu bus vaø caáp bus seõ ñoåi thaønh khoâng xaùc laäp. Keát quaû laø caùc thieát bò khaùc coù theå yeâu caàu bus trong luùc thieát bò ñaàu tieân ñang söû duïng bus. Vaøo luùc thao taùc chuyeån döõ lieäu hieän taïi hoaøn taát, thieát bò chuû keá tieáp ñaõ ñöôïc choïn, coù theå baét ñaàu ngay khi ñöôøng traû lôøi ñoåi sang traïng thaùi thuï ñoäng. Taïi thôøi ñieåm naøy, phaàn tieáp theo sau cuûa phaân xöû bus coù theå baét ñaàu. Sô ñoà naøy ñoøi hoûi theâm moät ñöôøng bus nöõa vaø nhieàu maïch logic cho töøng thieát bò, nhöng vieäc söû duïng caùc chu kyø bus trôû neân toát hôn. Caùc chip PDP-11, Motorola vaø moät chip khaùc nöõa söû duïng heä thoáng naøy. Trong nhieàu heä thoáng, CPU cuõng phaûi daønh quyeàn söû duïng bus vaø coù öu tieân thaáp nhaát, chæ daønh ñöôïc bus khi khoâng coù thieát bò naøo khaùc chieám duïng. YÙù töôûng ôû ñaây laø CPU coù theå luùc naøo cuõng phaûi ñôïi, coøn caùc thieát bò I/O thöôøng xuyeân phaûi daønh bus nhanh vì neáu khoâng döõ lieäu seõ maát. Caùc ñóa quay ôû toác ñoä cao neân khoâng theå ñôïi. Khi söû duïng phöông phaùp phaân xöû bus khoâng taäp trung, ta khoâng caàn coù boä phaân xöû bus. Thí duï VAX SBI coù 16 ñöôøng yeâu caàu bus coù öu tieân, moät ñöôøng cho moãi thieát bò. Thieát keá naøy seõ giôùi haïn soá thieát bò laø 16. Khi moät thieát bò muoán duøng bus, thieát bò naøy xaùc laäp ñöôøng yeâu caàu. Taát caû caùc thieát bò ñeàu kieåm tra taát caû caùc ñöôøng yeâu caàu bus, do vaäy vaøo cuoái moãi chu kyø, thieát bò naøo cuõng ñeàu bieát coù phaûi laø thieát bò coù öu tieân cao nhaát hay khoâng, vaø do ñoù coù ñöôïc pheùp duøng bus trong chu kyø keá tieáp hay Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-69- Caán Truùc Maùy Tính khoâng. So vôùi phöông phaùp phaân xöû bus taäp trung, phöông phaùp naøy ñoøi hoûi nhieàu ñöôøng bus hôn, nhöng giaûm ñöôïc giaù thaønh do khoâng coù boä phaân xöû bus. Moät kieåu phaân xöû bus khoâng taäp trung khaùc ñöôïc duøng heä thoáng Multibus. Sô ñoà trình baøy trong hình 3.6 chæ söû duïng 3 ñöôøng vaø vaán ñeà coù bao nhieâu thieát bò hieän dieän khoâng quan troïng. Ñöôøng bus ñaàu tieân laø ñöôøng yeâu caàu bus keát noái theo kieåu OR noái daây. Ñöôøng thöù 2 goïi laø BUSY ñöôïc xaùc laäp bôûi thieát bò chuû hieän taïi. Ñöôøng thö ba ñöôïc duøng ñeå phaân xöû bus. Taát caû thieát bò ñöôïc noái theo sô ñoà raøng buoäc chuoãi. Ñaàu cuûa chuoãi naøy ñöôïc giöõ ôû traïng thaùi xaùc laäp baèng caùch noái vôùi ñöôøng caáp ñieän 5 volt. Hình 3.6 : Phaân xöû bus khoâng taäp trung cuûa Multibus. Khi khoâng coù thieát bò naøo yeâu caàu bus, ñöôøng phaân xöû bus ñaõ xaùc laäp ñöôïc truyeàn tôùi taát caû thieát bò. Ñeå chieám bus, tröôùc tieân thieát bò kieåm tra xem bus coù raûnh hay khoâng vaø tín hieäu phaân xöû bus ñang nhaän ôû ngoõ vaøo IN coù ñöôïc xaùc laäp khoâng. Neáu tín hieäu ôû ngoõ vaøo IN khoâng xaùc laäp, thieát bò khoâng theå trôû thaønh thieát bò chuû. Tuy nhieân, neáu tín hieäu ôû ngoõ vaøo IN ñöôïc xaùc laäp, ngoõ ra out cuûa thieát bò seõ khoâng ñöôïc xaùc laäp ñeå yeâu caàu moïi thieát bò khaùc ôû phaàn döôùi cuûa chuoãi khoâng xaùc laäp IN vaø OUT. Khi söï tranh chaáp qua ñi, chæ coù moät thieát bò coù ngoõ vaøo IN xaùc laäp vaø ngoõ ra OUT khoâng xaùc laäp. Thieát bò naøy trôû thaønh thieát bò chuû, xaùc laäp ñöôøng BUSY vaø ngoõ ra OUT, baét ñaàu truyeàn döõ lieäu. Moät yù töôûng nhoû veà phaân xöû bus cho thaáy, thieát bò ñaàu tieân beân traùi luoân ñöôïc truy xuaát bus lieân tuïc. Vì theá, sô ñoà naøy töông töï vôùi sô ñoà phaân xöû bus theo kieåu raøng buoäc chuoãi ban ñaàu, chæ khaùc laø khoâng coù boä phaân xöû bus, vì theá giaù thaønh seõ reû hôn, nhanh hôn, vaø traùnh ñöôïc aûnh höôûng khi boä phaân xöû bus bò hö ôû tröôøng hôïp phaân xöû bus taäp trung. Heä Multibus cuõng ñöa ra phöông phaùp phaân xöû bus taäp trung, vì theá ngöôøi thieát keá heä thoáng coù khaû naêng löïa choïn. Phöông phaùp sau cuøng veà phaân xöû bus coù lieân quan ñeán caùc thao taùc ña chu kyø (multiple cycle operation). Trong caùc heä thoáng ña xöû lyù, ngöôøi ta thöôøng duøng moät töø nhôù ñeå baûo veä caùc caáu truùc döõ lieäu duøng chung (shared data structure). Neáu töø nhôù naøy laø 0, boä xöû lyù ñöôïc pheùp laäp töø leân 1 vaø söû duïng caáu truùc döõ lieäu ñoù. Neáu töø nhôù naøy ñaõ laø 1, boä xöû lyù ñoù phaûi ñôïi cho tôùi khi boä xöû lyù hieän ñang duøng caáu truùc döõ lieäu keát thuùc vaø laäp töø nhôù trôû veà 0. Chuoãi caùc söï kieän sau ñaây trình baøy moät tình huoáng xaûy ra sai. 1. Boä xöû lyù A ñoïc töø x vaø thaáy baèng zero (chu kyø bus 0) 2. Boä xöû lyù B ñoïc töø x vaø thaáy baèng zero (chu kyø bus 1) Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-70- Caán Truùc Maùy Tính 3. Boä xöû lyù A ghi 1 vaøo töø x (chu kyø bus 2) 4. Boä xöû lyù B ghi 1 vaøo töø x (chu kyø bus 3) Neáu chuoãi söï kieän naøy xaûy ra, 2 boä xöû lyù seõ ñoàng thôøi nghó raèng coù söï truy xuaát loaïi tröø ñoái vôùi caáu truùc döõ lieäu duøng chung, keát quaû daãn ñeán söï roái loaïn. Ñeå traùnh tình traïng naøy, nhieàu CPU coù leänh ñoïc töø nhôù, neáu laø 0 seõ laäp leân 1. Ñieàu raéc roái laø moät leänh nhö vaäy caàn 2 chu kyø bus, moät ñeå ñoïc vaø moät ñeå ghi. Coù moät cô hoäi nhoû (nhöng khoâng phaûi laø khoâng coù) laø boä xöû lyù thöù 2 seõ leûn vaøo giöõa chu kyø ñoïc vaø chu kyø ghi, phaù vôõ tình traïng raéc roái naøy. Giaûi phaùp cho vaán ñeà naøy laø theâm moät ñöôøng tín hieäu phuï thuoäc vaøo bus, goïi laø LOCK, ñöôïc xaùc laäp khi baét ñaàu moät leänh nhö vaäy. Khi LOCK xaùc laäp, khoâng coù boä xöû lyù naøo ñöôïc pheùp trôû thaønh thieát bò chuû cho tôùi khi LOCK trôû laïi traïng thaùi khoâng xaùc laäp. Nguyeân taéc naøy cho pheùp moät CPU coù khaû naêng thöïc hieän nhieàu chu kyø bus maø khoâng coù söï ngaên caûn naøo. Ñoái vôùi caùc bus khoâng tính chaát naøy, thaät khoù thieát keá moät heä thoáng ña xöû lyù laøm vieäc ñuùng. 6. Xöû lyù ngaét Cho tôùi ñaây, chuùng ta chæ môùi ñeà caäp ñeán nhöõng chu kyø bus thoâng thöôøng, vôùi thieát bò chuû ñoïc döõ lieäu töø thieát bò thuï ñoäng hoaëc ghi döõ lieäu leân thieát bò thuï ñoäng. Moät coâng duïng quan troïng khaùc cuûa bus laø xöû lyù ngaét. Khi CPU yeâu caàu thieát bò I/O thöïc hieän moät coâng vieäc, CPU, thöôøng chôø ñôïi moät ngaét khoâng coâng vieäc ñöôïc thöïc hieän. Vieäc baùo hieäu ngaét seõ yeâu caàu bus. Vì coù theå coù nhieàu thieát bò ñoàng thôøi taïo ra ngaét, neân vaán ñeà phaân xöû ôû ñaây cuõng gioáng nhö ñoái vôùi caùc chu kyø thoâng thöôøng. Giaûi phaùp thöôøng duøng laø gaùn möùc öu tieân cho thieát bò vaø duøng boä phaân xöû taäp trung ñeå caáp öu tieân cho caùc thieát bò coù yeâu caàu veà thôøi gian tôùi haïn. Hieän nay coù nhieàu chip chuaån ñieàu khieån ngaét ñang söû duïng roäng raõi. IBM PC, PC AT, PS/2 vaø caùc maùy töông thích vôùi IBM PC söû duïng chip 8259A cuûa Intel, moâ taû trong hình 3.7 Hình 3.7: Söû duïng boä ñieàu khieån ngaét 8259A Coù theå noái tröïc tieáp 8 chip ñieàu khieån I/O (cuûa 8 thieát bò I/O) vôùi 8 ngoõ vaøo yeâu caàu ngaét Irx ( Interrupt Request ) cuûa 8259A. Khi coù moät thieát bò muoán gaây ra moät Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-71- Caán Truùc Maùy Tính ngaét, thieát bò naøy xaùc laäp ñöôøng tín hieäu Irx töông öùng. Khi coù moät hoaëc nhieàu ngoõ vaøo IRx xaùc laäp, 8259 seõ xaùc laäp ñöôøng tín hieäu ngaét INT (interrupt), ñöôøng naøy tröïc tieáp ñieàu khieån chaân yeâu caàu ngaét treân CPU. Khi CPU coù theå xöû lyù moät ngaét, CPU gôûi moät xung trôû laïi 8259A treân chaân traû lôøi ngaét INTA (interrupt acknowledge). Taïi thôøi ñieåm ñoù 8259 ñöôïc kyø voïng ñeå xaùc ñònh ngoõ vaøo taïo ra yeâu caàu ngaét baèng caùch xuaát soá cuûa ngoõ vaøo leân bus döõ lieäu. Phaàn cöùng cuûa CPU duøng soá naøy taïo chæ soá (index) trong moät baûng caùc con troû (interrupt vector), ñeå tìm ñòa chæ cuûa thuû tuïc (procedure) vaø thöïc thi trình phuïc vuï ngaét. 8259A coù moät soá thanh ghi noäi, CPU coù theå ñoïc vaø ghi döõ lieäu treân chuùng baèng caùch duøng caùc chu kyø bus thoâng thöôøng vaø caùc chaân ñieàu khieån ñoïc RD (read), ñieàu khieån ghi WR ( write ), choïn chip CS (chip select ) vaø ñòa chæ A0. Khi phaàn meàm ñaõ xöû lyù ngaét vaø saün saøng nhaän moät ngaét keá tieáp, phaàn meàm seõ ghi moät maõ ñaëc bieät vaøo moät trong nhöõng thanh ghi cuûa 8259A, maõ naøy seõ gaây cho 8259A khoâng xaùc laäp ñöôøng INT, tröø phi ñang coù moät ngaét khaùc chôø giaûi quyeát. Caùc thanh ghi cuûa 8259A cuõng coù theå ñöôïc ghi ñeå ñöa 8259A vaøo moät trong caùc cheá ñoä hoaït ñoäng, laäp maët naï moät taäp caùc ngaét vaø caùc ñaëc tính khaùc. Khi coù nhieàu hôn 8 thieát bò I/O, caùc 8259A ñöôïc noái theo kieåu cascade. Trong tröôøng hôïp naøy, khaû naêng lôùn nhaát coù theå coù, taát caû 8 ngoõ vaøo Irx cuûa moät 8259A ñöôïc noái bbvôùi caùc ngoõ ra INT cuûa 8 boä xöû lyù ngaét 8259A nöõa, cho pheùp keát noái vôùi 64 thieát bò I/O trong moät heä thoáng ngaét 2 taàng (two-stage). 8259A coù moät vaøi chaân ñeå quaûn lyù söï noái taàng naøy, chuùng ta ñaõ boû qua ñeå ñôn giaûn vaán ñeà. Trong luùc taäp trung nghieân cöùu vaøo ñeà taøi thieát keá bus, phaàn giaûi thích treân cuõng ñuû cho chuùng ta hieåu nhöõng ñieàu cô baûn thieát yeáu veà caùch laøm vieäc cuûa bus vaø caùch töông taùc giöõa boä vi xöû lyù vôùi caùc bus. Baây giôø chuùng ta haõy xeùt moät soá thí duï veà caùc boä vi xöû lyù thöïc teá vaø caùc bus cuûa chuùng. II. THÍ DUÏ VEÀ CHIP VI XÖÛ LYÙ VAØ BUS Trong phaàn naøy chuùng ta khaûo saùt chi tieát boä vi xöû lyù thuoäc hoï Intel ôû caáp phaàn cöùng, xem xeùt loaïi bus thoâng duïng duøng cho hoï vi xöû lyù naøy, IBM PC bus 1. Chip vi xöû lyù 8088 cuûa hoï Intel 8088 laø boä vi xöû lyù loaïi NMOS ñaët trong moät voû 40 chaân. Beân trong chip naøy coù moät nhoùm ñöôøng döõ lieäu 16 bit, nhöng ôû moät thôøi ñieåm chæ ñoïc vaø ghi 8 bit vôùi boä nhôù (nghóa laø bus döõ lieäu cuûa heä thoáng chæ roäng 8 bit), 8088, vôùi 20 ñöôøng ñòa chæ, coù theå ñòa chæ hoùa toái ña 1 megabyte boä nhôù. Baát cöù khi naøo coù theå, 8088 ñeàu thöïc hieän tìm - naïp leänh tröôùc, ñeå khi caàn ñeán leänh keá tieáp, leänh naøy ñaõ saün saøng ñöôïc söû duïng. 8088 coù theå hoaït ñoäng ôû moät trong hai cheá ñoä : cheá ñoä toái thieåu (minimum mode) vaø cheá ñoä toái ña (maximum mode). Cheá ñoä toái thieåu ñöôïc duøng trong caùc heä thoáng nhoû vôùi vaøi thieát bò ngoaïi vi, thöïc teá laø cheá ñoä chæ coù moät boä xöû lyù. Thí duï 8088 söû duïng Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-72- Caán Truùc Maùy Tính trong moät boä ñieàu khieån maùy giaët seõ hoaït ñoäng ôû cheá ñoä toái thieåu. YÙ nghóa cuûa caùc chaân trong 2 cheá ñoä khaùc nhau, chuùng ñôn giaûn hôn trong cheá ñoä toái thieåu. Trong caùc heä maùy tính caù nhaân, 8088 hoaït ñoäng ôû cheá ñoä toái ña, thöïc teá laø cheá ñoä coù nhieàu hôn moät boä xöû lyù, vì theá chuùng ta seõ khoâng baøn theâm veà cheá ñoä toái thieåu trong taøi lieäu naøy. Caùc chaân ra (pinout ) cuûa 8088 ôû cheá ñoä toái ña ñöôïc trình baøy trong hình 3.8 (a), 20 trong 40 chaân giöõ ñòa chæ boä nhôù hoaëc I/O maø 8088 seõ ñoïc hoaëc ghi. Caùc chaân naøy ñöôïc goïi laø A0 –A19. Vì 8088 truyeàn döõ lieäu 8 bit ôû moät thôøi ñieåm, caàn coù theâm 8 chaân cho bus döõ lieäu. Tuy nhieân, do muoán giaûm soá chaân caàn thieát sao cho 8088 ñaët vöøa trong moät voû 40 chaân, caùc ñöôøng döõ lieäu D0 – D7 ñöôïc gheùp treân cuøng chaân vôùi A0-A7. ÖÙng vôùi thôøi gian ñaàu cuûa chu kyø bus nhöõng chaân naøy ñöôïc goïi laø AD0-AD7, laø caùc chaân ñòa chæ, ôû thôøi gian sau cuûa chu kyø bus chuùng laø caùc chaân döõ lieäu. Ngöôøi ta duøng nhöõng quy luaät chính xaùc ñeå chi phoái vieäc ñònh thì naøy, vì theá khoâng bao giôø coù söï laàm laãn. Caùc chaân töø 35 ñeán 38 cuõng ñöôïc gheùp, laø caùc chaân ñòa chæ luùc baét ñaàu moãi chu kyø bus vaø laø caùc chaân cho bieát thoâng tin traïng thaùi luùc keát thuùc. Tình huoáng naøy ñöôïc theå hieän bôûi caùc kyù hieäu A16/ S3 ñeán A19/ S6 ( xem caùc chaân töø 35 ñeán 38 ), gaïch cheùo duøng ñeå phaân bieät hai tín hieäu khoâng lieân quan nhau nhöng coù chung moät chaân. Chaân 33 ñöôïc goïi laø MN / MX (minimum / maximum), nhöng khoâng bieåu thò hai tín hieäu Mn vaø MX . Chaân naøy ñöôïc xaùc laäp ôû möùc cao ñeå ñöa CPU vaøo cheá ñoä toái thieåu vaø ñöôïc xaùc laäp ôû möùc thaáp ñeå ñöa CPU vaøo cheá ñoä toái ña, 2 teân vôùi daáu gaïch cheùo ñöôïc duøng ôû ñaây chæ laø 2 caùch khaùc nhau ñeå noùi veà cuøng moät söï vieäc. Tuy vieäc duøng kyù hieäu naøy deã gaây laàm laãn, nhöng ñaây laø caùch ñaët teân cuûa Intel. Ñeå traùnh toái ña söï nhaàm laãn naøy, chuùng ta seõ veõ caùc chip vôùi caùc chaân logic (logical pinout) hôn laø caùc chaân ra vaät lyù (Physical pinout) cuûa chuùng. Trong hình 3.8(b) ta laïi thaáy 8088, laàn naøy caùc tín hieäu logic ñöôïc theå hieän, khoâng quan taâm ñeán caùc tín hieäu naøy ñöôïc ñaët treân chaân naøo. Thí duï, ôû ñaây chuùng ta theå hieän A0-A19 rieâng vôùi D0-D7, bôûi vì chuùng khoâng lieân quan nhau veà tính logic. Thöïc teá vieäc ñeà caäp ñeán moät soá chaân duøng chung khoâng caàn thieát cho söï hieåu bieát veà caùch laøm vieäc cuûa chip. Moät ñöôøng cheùo ngaén, beân caïnh coù ghi moät con soá cho bieát coù bao nhieâu ñöôøng tín hieäu treân ñoù (thí duï 20 cho A0-A19). Cuoái cuøng vò trí chuùng ta choïn cho moãi tín hieäu trong hình veõ; khoâng döïa vaøo chaân naøo ñöôïc söû duïng, thay vaøo ñoù caùc tín hieäu lieân quan vôùi nhau ñöôïc nhoùm laïi ñeå tieän cho vieäc giaûi thích. 8088 duøng 6 chaân ñeå ñieàu khieån bus. Caùc chaân traïng thaùi S0 − S2 (Status) xaùc ñònh laïi chu kyø bus maø 8088 muoán söû duïng. Baûng lieät keâ trong hình 3.8(c) trình baøy caùc loaïi bus. RD cho bieát CPU ñang ôû chu kyø ñoïc boä nhôù. RD khoâng nhaát thieát phaûi duøng trong cheá ñoä toái ña, do bôûi caùc thoâng tin gioáng nhö vaäy, coù theå xuaát phaùt töø caùc tín hieäu S0-S2 nhöng ñoâi khi laïi raát thuaän tieän. 8088 xaùc laäp chaân LOCK ñeå baùo cho caùc thieát bò chuû khaùc khoâng ñöôïc söû duïng bus. Tín hieäu naøy caàn duøng ñeå daønh ñoäc quyeàn truy xuaát tôùi boä nhôù trong moät soá leänh quyeát ñònh cuûa CPU yeâu caàu nhieàu chu kyø bus. Chaân tín hieäu naøy thöôøng duøng chuû yeáu Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-73- Caán Truùc Maùy Tính trong caùc heä thoáng ña xöû lyù. Khoâng gioáng 5 tín hieäu ñieàu khieån bus khaùc READY laø moät ngoõ vaøo (input). Khi 8088 yeâu caàu moät byte töø boä nhôù, CPU muoán boä nhôù xuaát döõ lieäu ra trong 4 chu kyø xung clock. Neáu boä nhôù thoûa maõn yeâu caàu naøy boä nhôù xaùc laäp ñöôøng READY trong luùc ñöa byte döõ lieäu yeâu caàu leân bus döõ lieäu, vaø chæ coù vaäy. Tuy nhieân, neáu boä nhôù coù toác ñoä quaù chaäm, boä nhôù phaûi ñaët tín hieäu READY ôû traïng thaùi khoâng xaùc laäp tröôùc chu kyø xung clock thöù 4, vaø giöõ ôû traïng thaùi naøy cho ñeán byte yeâu caàu ñöôïc ñöa leân bus, ñaây laø traïng thaùi ñôïi. Baèng phöông phaùp naøy, coù theå duøng 8088 vôùi caùc boä nhôù coù toác ñoä nhanh hay chaäm. Hình 3.8 : (a) Caùc chaân ra vaät lyù cuûa 8088 (b) Caùc chaân ra logic cuûa 8088 (c) Caùc loaïi chu kyø bus cuûa 8088 Caùc tín hieäu ngaét che ñöôïc INTR (maskable interrupt) vaø ngaét khoâng che ñöôïc NMI (non - maskable interrupt) ñöôïc duøng ñeå ngaét CPU. Söï khaùc nhau giöõa 2 tín hieäu laø phaàn meàm coù theå taïm thôøi che (voâ hieäu hoùa) loaïi ngaét che ñöôïc. Ngaét bò che (masked interrupt) khoâng bò maát, nhöng phaûi ñôïi cho tôùi khi phaàn meàm cho pheùp ngaét trôû laïi. Bình thöôøng ñöôøng INTR ñöôïc caùc thieát bò I/O söû duïng, traùi laïi ñöôøng NMI ñöôïc duøng ñeå chæ ra caùc loãi kieåm tra chaún leõ cuûa boä nhôù, hoaëc moät soá vaán ñeà quan troïng khaùc khoâng theå ñôïi. Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-74- Caán Truùc Maùy Tính Hai ñöôøng yeâu caàu bus vaø caáp bus RQ / RTx (request/grant) ñöôïc duøng ñeå phaân xöû bus, thí duï, giöõa 8088 vaø chip ñoàng xöû lyù daáu chaám ñoäng (floating point coprocessor) 8087. Söû duïng 2 ñöôøng naøy boä ñoàng xöû lyù coù theå yeâu caàu 8088 thaû noåi taát caû caùc bus ( nghóa laø 8088 töï khoâng keát noái vôùi bus veà maët ñieän ), boä ñoàng xöû lyù trôû thaønh thieát bò chuû truy xuaát boä nhôù . Bình thöôøng 8088 seõ caáp bus cho baát kyø yeâu caàu bus naøo nhö vaäy vaøo cuoái chu kyø bus hieän taïi, tröø khi ñöôøng tín hieäu LOCK hieän ñang ñöôïc xaùc laäp. Ngöôøi ta coù theå duøng 2 ñöôøng naøy ñeå ñieàu khieån 2 boä ñoàng xöû lyù. Tín hieäu TEST cho pheùp 8088 kieåm tra traïng thaùi cuûa boä ñoàng xaùc laäp. Söï kieåm tra naøy caàn thieát bôûi vì khi gaëp moät leänh daáu chaám ñoäng, 8088 seõ khôûi ñoäng 8087 ( chip ñoàng xöû lyù daáu chaám ñoäng ) song song vôùi boä ñoàng xöû lyù. Khi 8088 caàn keát quaû cuûa pheùp toaùn daáu chaám ñoäng, 8088 coù theå kieåm tra xem boä ñoàng xöû lyù ñaõ thöïc hieän chöa, neáu chöa 8088 phaûi ñôïi. Caùc tín hieäu S3-S6 vaø QSx chöùa thoâng tin veà traïng thaùi noäi cuûa CPU. Ngöôøi ta cuõng khoâng roõ taïi sao nhaø saûn xuaát cung caáp nhöõng tín hieäu naøy. Trong thöïc teá, chuùng thöôøng khoâng ñöôïc söû duïng. Chuùng ta ñaõ baøn veà tín hieäu MN / MX , vaäy chæ coøn tín hieäu RESET. Tín hieäu naøy duøng ñeå thieát laäp laïi traïng thaùi cho CPU, thí duï, khi ngöôøi söû duïng aán nuùt reset treân baøn ñieàu khieån. Sau khi ñöôïc thieát laäp laïi, CPU ñöôïc ñaët ôû traïng thaùi ban ñaàu. 2. Thí duï veà bus Bus laø moät chaát keo ñeå noái caùc heä thoáng maùy tính vôùi nhau. Trong phaàn naøy chuùng ta seõ xem xeùt kyõ IBM PC bus. IBM PC bus laø moät thí duï toát veà moät bus söû duïng treân caùc heä thoáng maùy tính daân duïng giaù thaønh thaáp. Bus coù 20 ñöôøng ñòa chæ, 8 ñöôøng döõ lieäu vaø ñöôïc söû duïng roäng raõi trong caùc heä thoáng döïa treân 8088. Haàu heát caùc maùy tính töông thích vôùi PC ñeàu söû duïng bus naøy. IBM PC bus laø neàn taûng cuûa IBM PC AT bus cuõng nhö caùc bus khaùc. IBM PC bus ñaõ trôû thaønh bus chuaån toàn taïi treân caùc heä thoáng döïa treân 8088 bôûi vì gaàn nhö taát caû caùc maùy tính töông thích vôùi PC ñeàu söû duïng bus naøy ñeå cho pheùp caùc board I/O keát noái vaøo heä thoáng cuûa chuùng. Bus coù 62 ñöôøng lieät keâ trong hình 3.9. Trong hình naøy, coät kyù hieäu In laø caùc tín hieäu vaøo töø bus tôùi board chính, vaø coät kyù hieäu Out laø caùc tín hieäu ñöôïc taïo ra treân board chính vaø xuaát leân bus. Bus ñöôïc khaéc treân board chính, coù khoaûng 6 ñaàu noái (connector) hay coøn goïi laø caùc khe môû roäng (extension slot) ñaët caùch nhau 3/4 inch ñeå gaén caùc card vaøo. Moãi card coù moät baûng chaân (tab) treân card ñaët vöøa vaøo khe môû roäng. Tab coù 31 chaân raûnh maï vaøng ôû moãi maët taïo tieáp xuùc toát veà ñieän vôùi ñaàu noái. Theo taøi lieäu, IBM goïi bus laø keânh I/O (I/O channel), nhöng khoâng coù ai khaùc goïi nhö vaäy. Chuùng ta chæ ñeà caäp ñeán vì coù 2 trong soá caùc tín hieäu cuûa bus duøng teân naøy. Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-75- Caán Truùc Maùy Tính Caùc maùy IBM PC ban ñaàu (cuõng nhö nhöõng maùy töông thích) coù moät boä dao ñoäng thaïch anh taïo xung clock taàn soá 14.31818 MHz. Taàn soá naøy khoâng ñöôïc choïn tuøy yù maø do yeâu caàu taïo ra tín hieäu burst maøu (color burst) söû duïng trong caùc heä thoáng truyeàn hình maøu ôû Baéc Myõ vaø Nhaät. (Ban ñaàu IBM nghó raèng ngöôøi tieâu thuï muoán duøng nhöõng maùy thu hình maøu laøm thieát bò hieån thò ñeå tieát kieäm chi phí khi mua moät maøn hình maùy tính (monitor). Duø khoâng coù ai laøm nhö vaäy, nhöng vì ñaõ choïn löïa neân IBM vaãn caøi taàn soá naøy vaøo maùy tính). Tín hieäu 14.31818 MHz hieän dieän treân ñöôøng tín hieäu dao ñoäng OSC (oscillator) cuûa bus. Tín hieäu Ñöôøng Vaøo Ra Moâ taû OSC 1 X Tín hieäu ñoàng hoà 70ns (14,31818MHz) CLK 1 X Tín hieäu ñoàng hoàø 210 ns (4,77 MHz) RESET 1 X Khôûi ñoäng CPU A0-A19 20 X 20 ñöôøng ñòa chæ D0-D7 8 X X 8 ñöôøng döõ lieäu ALE 1 X Cho pheùp choát ñòa chæ MEMR 1 X Ñoïc boä nhôù MEMW 1 X Vieát boä nhôù IOR 1 X Ñoïc vaøo/ra IOW 1 X Vieát vaøo/ra AEN 1 X Cho pheùp ñòa chæ (CPU thaû noåi bus) IO CH 1 X Kieåm tra keânh vaøo/ra CHK IO CH 1 X Keânh vaøo/ra saün saøng RDY IRQ2- 6 X Yeâu caàu ngaét IRQ7 DRQ1- 3 X Yeâu caàu DMA DRQ3 DACK0- 4 X Traû lôøi DMA DACK3 T/C 1 X Ñeám Power 5 +5V, +12V GND 3 Ñaát Reserve 1 Khoâng duøng treân PC d Hình 3.9 : Caùc tín hieäu treân IBM PC bus Taàn soá cuûa tín hieäu OSC quaù cao ñoái vôùi 8088 (taàn soá hoaït ñoäng toái ña cuûa 8088 laø 5 MHz) neân ta phaûi chia taàn soá OSC cho 3 ñeå coù tín hieäu 4.77 MHz, thöïc söï laøm vieäc Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-76- Caán Truùc Maùy Tính nhö moät xung clock chuû (master clock) ñeå quyeát ñònh thôøi gian cuûa moät chu kyø bus. Vieäc chia taàn soá cuûa boä dao ñoäng thaïch anh cho 3 ñöôïc thöïc hieän bôûi moät chip taïo xung clock 8284A cuûa Intel. Tín hieäu taàn soá 4.77 MHz cuõng ôû treân bus vaø ñöôïc goïi laø CLK, coù möùc thaáp trong 2/3 vaø möùc cao trong 1/3 chu kyø tín hieäu, khoâng ñoái xöùng nhö tín hieäu OSC.Moät soá maùt töông tbhích vôùi PC chaïy ôû taàn soá 8 MHz söû duïng phieân baûn nhanh hôn cuûa chip 8088, caùc maùy naøy coù tín hieäu CLK taàn soá cao hôn. 8284A cuõng taïo ra tín hieäu RESET treân bus. Ñeå thieát laäp laïi traïng thaùi ban ñaàu cho CPU, maïch ñieän beân ngoaøi gôûi moät tín hieäu tôùi 8284A ñeå xaùc laäp RESET, baét buoäc CPU vaø caùc thieát bò I/O töï khôûi ñoäng laïi. IBM PC bus cuõng coù 20 ñöôøng ñòa chæ vaø 8 ñöôøng döõ lieäu ñeå bus ñöôïc söû duïng vôùi 8088. Tuy nhieân, ñeå nhaän bieát nhieàu ñöôøng khaùc cuûa bus, caàn phaûi hieåu khoâng chæ 8088 maø coøn phaûi bieát moät soá chip hoå trôï cho 8088 vaø caùch söû duïng chuùng. Hình 3.10:Sô ñoà ñôn giaûn bus PC chuaån söû duïng vôùi 8088 III. Boä nhôù Boä nhôù baùn daãn, nhôø tính töông thích veà kích thöôùc vaø möùc ñoä logic, toác ñoä truy caäp cao, naêng löôïng tieâu thuï thaáp neân ñöôïc thieát keá laøm boä nhôù chính. Chuùng ñöôïc cheá taïo nhö nhöõng chip rieâng bieät. Xu theá ngaøy nay laø phaûi taïo ra caùc chip nhôù vöøa coù dung löôïng lôùn vôùi kích thöôùc nhoû vaø phaûi coù toác ñoä cao vôùi giaù thaønh thaáp. Trong khi caùc chip nhôù thoâng thöôøng coù kích thöôùc caáu truùc ñieån hình côõ 1µm thì caùc chip nhôù 64MB giaûm tôùi 0,3µm vôùi hôn 200 trieäu transistor, tuï ñieän vaø ñieän trôû phaûi cuøng hoaït ñoäng chính xaùc vôùi toác ñoä cao treân cuøng moät chip ñoù. Chæ caàn moät trong soá phaàn töû ñoù coù vaán ñeà thì caû chip khoâng theå hoaït ñoäng ñöôïc Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-77- Caán Truùc Maùy Tính 1. Phaân loaïi boä nhôù baùn daãn Chæ caàn döïa treân thôøi gian vieát vaø caùch vieát, coù theå chia thaønh boä nhôù coá ñònh, boä nhôù nöûa coá ñònh vaøboä nhôù ñoïc/vieát. Boä nhôù coù noäi dung ghi saün moät laàn khi cheá taïo goïi laø boä nhôù coá ñònh vaø ñöôïc kyù hieäu la øROM (Read Only Memory). Sau khi ñaõ vieát (baèng maët naï) töø nhaø maùy thì ROM loaïi naøy khoâng vieát laïi ñöôc nöõa. PROM laø moät daïng khaùc, caùc bit coù theå ghi baèng thieát bò ghi cuûa ngöôøi söû duïng trong moät laàn (Programmable ROM). Boä nhôù coù theå ñoïc/vieát nhieàu laàn goïi laø RAM (Random Access Memory) goàm coù 2 loaïi:boä nhôù ñoïc/vieát tónh SRAM (Static RAM) thöôøng ñöôïc xaây döïng treân caùc maïch ñieän töû flip-flop vaøboä nhôù ñoïc/vieát ñoäng DRAM (Dynamic RAM) ñöôïc xaây döïng treân cô sôû nhôù caùc ñieän tích ôû tuï ñieän, boä nhôù naøy phaûi ñöôïc hoài phuïc noäi dung ñeàu ñaën, neáu khoâng noäi dung seõ maát theo söï roø ñieän tích treân tuï. Giöõa ROM vaø RAM coù moät lôùp caùc boä nhôù ñöôïc goïi laøEPROM (Erasable Programmable ROM ) coù theå xoaù ñöôïc baèng tia cöïc tím vaø ghi laïi ñöôïc, EEPROM (Electric Earasable PROM) coù theå xoaù ñöôïc baèng doøng ñieän. Caùc loaïi naøy coøn ñöôc goïi laøboä nhôù nöûa coá ñònh. Caùc boä nhô ùDRAM thöôøng thoûa maõn nhöõng yeâu caàu khi caàn boä nhôù coù dung löôïng lôùn: trong khi ñoù khi caàn coù toác ñoä truy xuaát lôùn thì laïi phaûi duøng caùc boä nhôù SDRAM vôùi giaù thaønh ñaéc hôn. Nhöng caû hai loaïi naøy coù nhöôïc ñieåm laø thuoäc loaïi bay hôi (volatile), thoâng tin seõ bò maát ñi khi nguoàn ñieän nuoâi bò caét. Do vaäy caùc chöông trình duøng cho vieäc khôûi ñoäng PC nhö boot vaøBIOS phaûi naïp treân caùc boä nhôù ROM. Hình 3.11: Phaân loaïi boä nhôù baùn daãn 2. Toå chöùc boä nhôù: Boä nhôù thöôøng ñöôïc toå chöùc goàm nhieàu vi maïch nhôù ñöôïc gheùp laïi ñeå coù ñoä daøi töø vaø toång soá töø caàn thieát. Nhöõng chip nhôù ñöôïc thieát keá sao cho coù ñaày ñuû moät soá chöùc naêng cuûa moät boä nhôù: Moät ma traän nhôù goàm caùc oâ nhôù, moãi oâ nhôù öùng vôùi moät bit nhôù. - Maïch logic giaûi maõ ñòa chæ oâ nhôù. - Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù
-78- Caán Truùc Maùy Tính Maïch logic cho pheùp ñoïc noäi dung oâ nhôù. - Maïch logic cho pheùp vieát noäi dung oâ nhôù. - Caùc boä ñeäm vaøo, boä ñeäm ra vaø boä môû roäng ñòa chæ v.v... - Caùch toå chöùc ñôn giaûn nhaát laø toå chöùc theo töù (word organized) vôùi söï choïn tuyeán tính (linear selection). Moät ma traän nhôù nhö vaäy coù ñoä daøi cuûa coät baèng soá löôïng töø W vaø ñoä daøi cuûa haøng baèng soá löôïng bit B trong moät töø. Boä choïn töø phaûi giaûi maõ 1 töø W. Phöông phaùp choïn tuyeán tính coù thôøi gian taâm nhaäp ngaén nhöng caàn moät boä giaûi maõ lôùn khi toång soá töø lôùn do ñoù laøm taêng giaù thaønh saûn phaåm. Kích thöôùc cuûa phaàn giaûi maõ ñòa chæ seõ giaûm ñi khi toå chöùc ma traän nhôù vaø phaàn logic choïn töø cho pheùp giaûi maõ hai böôùc (two-level decoding). Ma traän nhôù söû duïng giaûi maõ hai böôùc öùng vôùi töø vaät lyù vaø töø logic. Töø vaät lyù bao goàm soá löôïng bit trong moät haøng ma traän. Töø logic bao goàm soá löôïng bit töông öùng vôùi moät töø logic ñöôïc nhaän bieát vaø göûi ra cuøng moät luùc. caàn 2 boä giaûi maõ: moät boä giaûi maõ haøng ñeå choïn moät öø vaät lyù vaø moät boä giaûi maõ coät goàm moät vaøi maïch doàn keânh (multiplexor) choïn moät töø logic töø moät töø vaät lyù ñaõ choïn. Hình 3.12: Moät thí duï veà giaûi maõ 2 böôùc cho ma traän ROM 128x128 Nguyeãn Höõu Loäc Khoa Vaät Lyù