Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Hệ thống Bus - Hoàng Xuân Dậu
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
BÀI GIẢNG MÔN
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
Giảng viên:
TS. Hoàng Xuân Dậu
Điện thoại/E-mail:
Bộ môn:
Khoa học máy tính - Khoa CNTT1
Học kỳ/Năm biên soạn: Học kỳ 2 năm học 2009-2010
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
NỘI DUNG
1. Giới thiệu hệ thống bus
2. Bus ISA
3. Bus EISA
4. Bus PCI
5. Bus AGP
6. Bus PCI Express
7. Câu hỏi ôn tập
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 2
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.1 Giới thiệu hệ thống bus
Bus là một hệ thống con (subsystem) có nhiệm vụ truyền
dữ liệu giữa các bộ phận trong máy tính;
Một hệ thống bus thường bao gồm 3 thành phần:
. Bus địa chỉ (Address bus - A Bus)
. Bus dữ liệu (Data bus - D Bus)
. Bus điều khiển (Control bus - C Bus)
Một số loại bus thông dụng:
. ISA, EISA
. PCI
. AGP
. PCI Express (hoặc PCIe)
. USB
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 3
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.1 Giới thiệu hệ thống bus – Nguyên lý
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 4
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.1 Giới thiệu hệ thống bus – Hiện đại
Trang 5
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.2 Bus ISA
Bus ISA do IBM phát triển năm 1981
Băng thông: 8 bit (máy XT) hoặc 16 bit (máy AT)
Số thiết bị max có thể kết nối: 6
Xung nhịp hoạt động: 4, 6, 8MHz
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 6
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.3 Bus EISA
EISA là một mở rộng của bus
ISA ra đời vào năm 1988.
Băng thông: 32 bits
EISA tương thích với các
thiết bị ISA 8 và 16 bit
Số lượng thiết bị: 1/khe cắm
Xung nhịp: 8.33MHz
Tốc độ truyền dữ liệu:
33MB/s
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 8
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.3 Bus EISA
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 9
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI
Bus PCI (Peripheral
Component Interconnect)
do Intel phát triển năm
1993
Băng thông: 32 hoặc 64 bits
Tốc độ truyền dữ liệu:
. 133 MB/s (32bit, 33MHz)
. 266 MB/s (32bit, 66MHz hoặc
64bit, 33MHz)
. 533 MB/s (64bit, 66MHz)
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 10
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Bus PCI cục bộ
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 11
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – 32 bit và 64 bit
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 12
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Sơ đồ khối
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 13
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Các tín hiệu
Các tín hiệu khởi tạo một giao dịch:
. REQ#: Initiator (bên khởi tạo) gửi tín hiệu yêu cầu bus
. GNT#: Arbiter (bộ Tuỳ chọn) gửi tín hiệu cho phép sử dụng bus
Các tín hiệu điều khiển một giao dịch :
. FRAME#: Bắt đầu chu kỳ bus
. IRDY#: Initiator sẵn sàng
. DEVSEL#: Target xác nhận bắt đầu giao dịch
. TRDY#: Target sẵn sàng
. STOP#: Dừng giao dịch
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 14
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Các pha của giao dịch
Một giao dịch PCI (một phiên truyền dữ liệu trên bus PCI –
transaction) thường gồm 3 giai đoạn:
. Arbitration (pha tuỳ chọn): khởi tạo giao dịch
. Address (pha địa chỉ): xác định địa chỉ bên tham gia giao dịch
. Data (pha dữ liệu): truyền dữ liệu
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 15
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Pha Tuỳ Chọn
Thiết bị PCI (Initiator) gửi tín hiệu REQ# đến Arbiter yêu
cầu sử dụng bus
Nếu bus rỗi, Arbiter gửi tín hiệu cho phép sử dụng bus
GNT# đến Initiator
Nếu bus bận, yêu cầu sử dụng bus được đưa vào hàng
đợi
Tín hiệu cho phép sử dụng bus GNT# có thể bị Arbiter
huỷ tại bất kỳ thời điểm nào
Thiết bị PCI được cấp tín hiệu cho phép sử dụng bus
GNT# có thể bắt phiên truyền dữ liệu nếu bus rỗi.
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 16
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Pha Địa Chỉ
Thiết bị PCI (Initiator) có tín hiệu cho phép sử dụng bus
GNT# có thể bắt đầu một giao dịch PCI bằng việc gửi
tín hiệu FRAME# và gửi địa chỉ thiết bị đích cùng các
lệnh liên quan (Read/Write)
Mỗi thiết bị PCI sẽ kiểm tra địa chỉ và lệnh kèm theo để
xác định mình có phải là thiết bị đích hay không. Thiết bị
đích (có địa chỉ trùng với địa chỉ gửi bởi Initiator) sẽ gửi
tín hiệu trả lời DEVSEL# đến Initiator.
Thiết bị đích phải gửi tín hiệu trả lời DEVSEL# trong thời
gian 3 chu kỳ đồng hồ.
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 17
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Pha Địa Chỉ
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 18
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.4 Bus PCI – Pha Dữ Liệu
Sau pha địa chỉ
(khi tín hiệu
DEVSEL# ở
mức thấp) là
một hoặc một số
pha dữ liệu.
Kết thúc pha dữ
liệu, thiết bị đích
gửi tín hiệu
STOP#.
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 19
BÀI GIẢNG MÔN KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
CHƯƠNG 7 – HỆ THỐNG BUS
7.5 Bus AGP
Bus AGP do Intel phát
triển năm 1993
Băng thông: 32 bít
Tốc độ truyền dữ liệu:
. 1x: 66MHz, 266MB/s
. 2x: 133MHz, 533MB/s
. 4x: 266MHz, 1066MB/s
. 8x: 533MHz, 2133MB/s
GIẢNG VIÊN: TS. HOÀNG XUÂN DẬU
BỘ MÔN: KHOA HỌC MÁY TÍNH - KHOA CNTT1
Trang 20
Tải về để xem bản đầy đủ
28 trang
12/04/2022
6840
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Kiến trúc máy tính - Chương 7: Hệ thống Bus - Hoàng Xuân Dậu", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên
File đính kèm:
- bai_giang_kien_truc_may_tinh_chuong_7_he_thong_bus_hoang_xua.pdf
