Architektura Systemów Komputerowych. Bezpośredni dostęp do pamięci Realizacja zależności czasowych



Podobne dokumenty
Architektura komputera

Urządzenia zewnętrzne

System mikroprocesorowy i peryferia. Dariusz Chaberski

Mikroprocesor Operacje wejścia / wyjścia

WPROWADZENIE Mikrosterownik mikrokontrolery

Wykład IV. Układy we/wy. Studia Podyplomowe INFORMATYKA Architektura komputerów

URZĄDZENIA WEJŚCIA-WYJŚCIA

Architektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski

Podstawy techniki cyfrowej i mikroprocesorowej II. Urządzenia wejścia-wyjścia

Architektura systemu komputerowego

Architektura komputerów

Podstawy techniki cyfrowej Układy wejścia-wyjścia. mgr inż. Bogdan Pietrzak ZSR CKP Świdwin

LEKCJA TEMAT: Zasada działania komputera.

Podstawy Informatyki DMA - Układ bezpośredniego dostępu do pamięci

Wykład Mikroprocesory i kontrolery

Sygnały DRQ i DACK jednego kanału zostały użyte do połączenia kaskadowego obydwu sterowników.

Spis treúci. Księgarnia PWN: Krzysztof Wojtuszkiewicz - Urządzenia techniki komputerowej. Cz. 1. Przedmowa Wstęp... 11

Wykład Mikrosystemy Elektroniczne 1

Temat 2. Logiczna budowa komputera.

Architektura komputerów

Układy wejścia/wyjścia

Budowa karty sieciowej; Sterowniki kart sieciowych; Specyfikacja interfejsu sterownika sieciowego; Open data link interface (ODI); Packet driver

Zaliczenie Termin zaliczenia: Sala IE 415 Termin poprawkowy: > (informacja na stronie:

Architektura komputerów. Układy wejścia-wyjścia komputera

Układ sterowania, magistrale i organizacja pamięci. Dariusz Chaberski

1. Wprowadzenie Programowanie mikrokontrolerów Sprzęt i oprogramowanie... 33

Pośredniczy we współpracy pomiędzy procesorem a urządzeniem we/wy. W szczególności do jego zadań należy:

Technika Mikroprocesorowa

Wykład Mikrokontrolery i mikrosystemy Cele wykładu:

Architektura mikroprocesorów TEO 2009/2010

dr inż. Jarosław Forenc

dr inż. Jarosław Forenc Dotyczy jednostek operacyjnych i ich połączeń stanowiących realizację specyfikacji typu architektury

XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. XXXII Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej

MIKROKONTROLERY I MIKROPROCESORY

Wstęp Architektura... 13

2. Architektura mikrokontrolerów PIC16F8x... 13

Architektura Systemów Komputerowych. Jednostka ALU Przestrzeń adresowa Tryby adresowania

Architektura komputerów

Organizacja typowego mikroprocesora

Mikrokontroler ATmega32. System przerwań Porty wejścia-wyjścia Układy czasowo-licznikowe

Systemy wbudowane. Paweł Pełczyński

Systemy wbudowane Mikrokontrolery

Podzespoły Systemu Komputerowego:

Urządzenia wejścia-wyjścia

Struktura i funkcjonowanie komputera pamięć komputerowa, hierarchia pamięci pamięć podręczna. System operacyjny. Zarządzanie procesami

Mikroprocesor RISC Power PC 603. Literatura: MPC603e & EC603e RISC Microprocessors User's Manual

Wybrane bloki i magistrale komputerów osobistych (PC) Opracował: Grzegorz Cygan 2010 r. CEZ Stalowa Wola

Przerwania, polling, timery - wykład 9

Architektura systemów komputerowych. dr Artur Bartoszewski

Budowa Mikrokomputera

Układy czasowo-licznikowe w systemach 80x86

Magistrala. Magistrala (ang. Bus) służy do przekazywania danych, adresów czy instrukcji sterujących w różne miejsca systemu komputerowego.

Hardware mikrokontrolera X51

Zerowanie mikroprocesora

1.2. Architektura rdzenia ARM Cortex-M3...16

Działanie systemu operacyjnego

Pamięć wirtualna. Przygotował: Ryszard Kijaka. Wykład 4

Technologia informacyjna. Urządzenia techniki komputerowej

Metody obsługi zdarzeń

Działanie systemu operacyjnego

Błąd pamięci karty graficznej lub Uszkodzona lub źle podpięta karta graficzna

Standard transmisji równoległej LPT Centronics

Architektura systemu komputerowego. Działanie systemu komputerowego. Przerwania. Obsługa przerwań (Interrupt Handling)

Działanie systemu operacyjnego

Mikroprocesory rodziny INTEL 80x86

PC 3 PC^ TIMER IN RESET PC5 TIMER OUT. c 3. L 5 c.* Cl* 10/H CE RO WR ALE ADO AD1 AD2 AD3 AD4 A05 A06 LTJ CO H 17 AD7 U C-"

Wstęp Podstawowe informacje o mikroprocesorach AT91SAM9...11

Kurs Elektroniki. Część 5 - Mikrokontrolery. 1/26

Szkolenia specjalistyczne

Architektura komputera. Cezary Bolek. Uniwersytet Łódzki. Wydział Zarządzania. Katedra Informatyki. System komputerowy

PL B1 (19) PL (11) (12) OPIS PATENTOWY (13) B1. (51) Int.Cl.7: G 06F 3 /1 2 G06K 15/02 G06F 17/60 G07G 1/12

Programowalne Układy Cyfrowe Laboratorium

SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701. SigmaDSP - zestaw uruchomieniowy dla procesora ADAU1701.

Charakterystyka mikrokontrolerów. Przygotowali: Łukasz Glapiński, Mateusz Kocur, Adam Kokot,

Zygmunt Kubiak Instytut Informatyki Politechnika Poznańska

Przykładowe pytania DSP 1

1. Cel ćwiczenia. 2. Podłączenia urządzeń zewnętrznych w sterowniku VersaMax Micro

Spis treœci. Co to jest mikrokontroler? Kody i liczby stosowane w systemach komputerowych. Podstawowe elementy logiczne

Architektura Systemów Komputerowych. Rozwój architektury komputerów klasy PC

Wykład 14. Zagadnienia związane z systemem IO

(57) Tester dynamiczny współpracujący z jednej strony (13) B1 (12) OPIS PATENTOWY (19) PL (11) PL B1. (54) Tester dynamiczny

Architektura Komputerów

Budowa komputera. Magistrala. Procesor Pamięć Układy I/O

dr inż. Jarosław Forenc

Układy czasowo-licznikowe w systemach mikroprocesorowych

Technologie informacyjne - wykład 2 -

Część I - Sterownik przerwań 8259A i zegar/licznik 8253

Wstęp do informatyki. Interfejsy, urządzenia we/wy i komunikacja. Linie magistrali

ARCHITEKTURA PROCESORA,

Podstawy Projektowania Przyrządów Wirtualnych. Wykład 9. Wprowadzenie do standardu magistrali VMEbus. mgr inż. Paweł Kogut

Wykład 4. Przegląd mikrokontrolerów 16-bit: - PIC24 - dspic - MSP430

ad a) Konfiguracja licznika T1 Niech nasz program składa się z dwóch fragmentów kodu: inicjacja licznika T1 pętla główna

Systemy operacyjne. Struktura i zasady budowy. Rozdział 1 Wprowadzenie do systemów komputerowych

Systemy na Chipie. Robert Czerwiński

PRZERWANIA. 1. Obsługa zdarzeń, odpytywanie i przerwania Obsługa zdarzeń jest jedną z kluczowych funkcji w prawie każdym systemie czasu rzeczywistego.

Zasada działania pamięci RAM Pamięć operacyjna (robocza) komputera - zwana pamięcią RAM (ang. Random Access Memory - pamięć o swobodnym dostępie)

Struktura systemów komputerowych

Magistrala systemowa (System Bus)

System operacyjny System operacyjny

Który z podzespołów komputera przy wyłączonym zasilaniu przechowuje program rozpoczynający ładowanie systemu operacyjnego? A. CPU B. RAM C. ROM D.

Transkrypt:

Architektura Systemów Komputerowych Bezpośredni dostęp do pamięci Realizacja zależności czasowych 1

Bezpośredni dostęp do pamięci Bezpośredni dostęp do pamięci (ang: direct memory access - DMA) to transfer danych pomiędzy pamięcią systemu mikroprocesorowego i urządzeniem peryferyjnym bez udziału mikroprocesora Tego typu transfer musi być realizowany przez samodzielną jednostkę, przejmującą od mikroprocesora sterowanie magistralami mikrokomputera kontroler DMA 2

Bezpośredni dostęp do pamięci architektura Magistrala danych Mikroprocesor HRQ HLDA Magistrala adresowa Magistrala sterująca IOR IOW MEMR MEMW Kontroler DMA DREQ DACK Pamięć Układy wejścia wyjścia 3

Bezpośredni dostęp do pamięci Cechy: Transfer danych odbywa się na żądanie urządzenia I/O w tzw. kanale DMA Kontroler DMA wytwarza adresy komórek pamięci i sygnały odczytu/zapisu zarówno dla pamięci jak i urządzenia I/O Transfer pojedynczego słowa odbywa się w jednym cyklu dostępu do pamięci Podczas transferu DMA mikroprocesor może wykonywać program z wewnętrznej pamięci podręcznej (CACHE) 4

Bezpośredni dostęp do pamięci Zalety: Transfer pojedynczego słowa jest dwa razy szybszy, niż z udziałem mikroprocesora, gdyż nie wymaga dwóch dostępów do pamięci Transmisja w trybie DMA przynosi znaczącą oszczędność czasu w przypadku przesyłania większych bloków danych 5

Bezpośredni dostęp do pamięci: transfer pamięć - I/O Magistrala danych Magistrala adresowa IOR IOW MEMR MEMW Pamięć RD WR Kontroler DMA DREQ DACK Układy wejścia wyjścia 6

Bezpośredni dostęp do pamięci: transfer I/O - pamięć Magistrala danych Magistrala adresowa IOR IOW MEMR MEMW Kontroler DMA DREQ DACK WR Pamięć RD Układy wejścia wyjścia 7

Bezpośredni dostęp do pamięci Cykl: otwarcie kanału DMA, transfer, zamknięcie Urządzenie I/O zgłasza żądanie transferu danych kontrolerowi DMA sygnałem DREQ Kontroler DMA żąda zwolnienia magistral przez mikroprocesor sygnałem HRQ Mikroprocesor zwalnia magistrale i informuje o tym kontroler sygnałem HLDA Kontroler DMA potwierdza otwarcie kanału DMA sygnałem DACK Kontroler DMA steruje przesłaniem bloku danych pomiędzy pamięcią i urządzeniem I/O Kontroler zamyka kanał przez zwolnienie sygnałów HOLD i DACK po przesłaniu założonego bloku danych lub zwolnieniu DREQ 8

Kontroler DMA Cechy kontrolera DMA: Kontroler DMA jest samodzielnym procesorem mogącym przejąć sterowanie magistral systemu mikroprocesorowego. Kontroler DMA zazwyczaj posiada zwielokrotnione zasoby pozwalające na realizację kilku kanałów DMA o różnym priorytecie. Każdy kanał jest obsługiwany przez oddzielną, wewnętrzną logikę w kontrolerze połączoną z rejestrem adresującym pamięć i licznikiem słów pozostałych do przesłania. 9

Kontroler DMA Cechy kontrolera DMA, cd: Kontroler jest układem programowalnym, pozwala na zaprogramowanie: - początkowego adresu bloku danych w pamięci - wielkości transferowanego bloku danych liczby słów - trybu transmisji - priorytetu kanału DMA Programowanie kontrolera DMA jest realizowane przez mikroprocesor i polega na zapisaniu odpowiednich wartości do jego wewnętrznych rejestrów, widzianych jako rejestry w przestrzeni I/O. 10

Kontroler DMA Schemat blokowy D A HRQ HLDA IOR IOW MEMR MEMW Kontroler DMA DREQ0 DACK0 DREQ1 DACK2 DREQn DACKn 11

Kontroler DMA symbol i logika kontrolera 8237 12

Kontroler DMA tryby pracy Tryby pracy na przykładzie kontrolera Intel82C37 Idle brak transferu, obserwacja linii DREQ Single wykonanie pojedynczego przesłania po każdym zgłoszeniu przerwania Block przesłanie bloku danych aż do wyzerowania licznika słów Demand tryb podobny do Block, ale przerywany zaniknięciem sygnału DRQ albo zgłoszeniem o wyższym priorytecie Cascade tryb używany przez kontroler podrzędny w kaskadowym połączeniu kontrolerów Verify wewnętrzna diagnostyka układu 13

Przykład współpracy kontrolera DMA z kontrolerem dźwięku Magistrala danych Magistrala adresowa IOR IOW MEMR MEMW Kontroler DMA DREQ DACK Pamięć Dane dźwiękowe RD WR Kontroler dźwięku Bufor DAC 14

Realizacja zależności czasowych układ czasowy Zadania układu czasowego: Generowanie precyzyjnych opóźnień czasowych Generowanie sygnałów o zadanej częstotliwości Historyczne wykorzystanie: - inicjalizacja cyklu odświeżania pamięci DRAM - realizacja zegara czasu rzeczywistego Generowanie sygnału PWM (realizowane w mikrokontrolerach do sterowania urządzeniami) 15

Realizacja zależności czasowych układ czasowy Cechy układu czasowego: Zawiera zbiór liczników taktowanych sygnałem zegarowym pochodzącym z zewnętrznego źródła lub wewnętrznego oscylatora Zazwyczaj zapewnia różne tryby zliczania: NBC, BCD, w górę, w dół Jest układem programowalnym, pozwala na: - wybór źródła sygnału zegarowego i ew. podziału preskalera - zaprogramowanie stanu początkowego liczników - konfigurację trybu pracy liczników 16

Przykład układu czasowego Widok i schemat blokowy układu Intel82C54 17

Przykładowe zastosowanie układu czasowego Generowanie sygnału dźwiękowego o zaprogramowanej częstotliwości dla głośnika systemowego w komputerze klasy PC Filtr dolnoprzepustowy Wzmacniacz audio 18