Диспетчер памяти

Оперативная память

Объем адресного пространства МПС с интерфейсом "общая шина" определяется главным образом разрядностью шины адреса и, кроме того, номенклатурой управляющих сигналов интерфейса. Управляющие сигналы могут определять тип объекта, к которому производится обращение (ОЗУ, ВУ, стек, специализированные ПЗУ и др.). В случае, если МП не выдает сигналов, идентифицирующих тип пассивного устройства (или они не используются в МПС) — для селекции берутся только адресные линии. Число адресуемых объектов составляет в этом случае 2^k, где k — разрядность шины адреса. Будем называть такое адресное пространство единым. Иногда говорят, что ВУ в едином адресном пространстве "отображены на память", т. е. адреса ВУ занимают адреса ячеек памяти.

При использовании информации о типе устройства, к которому идет обращение, одни и те же адреса можно назначать для устройств разных типов, осуществляя селекцию с помощью управляющих сигналов.

Так, большинство МП выдают в той или иной форме информацию о типе обращения. В результате в большинстве интерфейсов присутствуют отдельные управляющие линии для обращения к памяти и вводу/выводу, реже — к стеку или специализированному ПЗУ. В результате суммарный объем адресного

пространства МПС может превышать величину 2^k.

Например, системная шина МПС на базе микропроцессора i8086 включает 20-разрядную шину адреса и управляющие сигналы, идентифицирующие обращение к памяти (RDM, WRM) и вводу/выводу (RDIO, WRIO). Поэтому в системе доступны 1 Мбайт ячеек памяти (адреса 00000 — FFFFF)+64 Кбайт адресов ввода+64 Кбайт адресов вывода (0000 — FFFF). Последняя величина определяется тем, что в командах ввода/вывода процессоров семейства x86 адрес внешнего устройства имеет разрядность 16 битов.

При необходимости расширить объем памяти за пределы адресного пространства можно воспользоваться т. н. диспетчером памяти. В простейшем случае он представляет собой программно-доступный регистр, который должен располагаться в пространстве ввода/вывода. В него заносится номер активного в данный момент банка памяти, причем объем банка может равняться объему адресного пространства МП.

Очевидно, в каждый момент времени процессору доступен только один банк. При необходимости перехода в другой банк памяти МП должен предварительно выполнить программную процедуру (часто всего одну команду) перезагрузки содержимого регистра номера банка.

(Страница160)

К развитию этой идеи можно отнести механизм сегментации памяти в 16- и 32-разрядных МП фирмы Intel.

6.3.2. Ввод/вывод

Подсистема ввода/вывода (ПВВ) обеспечивает связь МП с внешними устройствами, к которым будем относить:

□ устройства ввода/вывода (УВВ): клавиатура, дисплей, принтер, датчики и исполнительные механизмы, АЦП, ЦАП, таймеры и т. п.;

□ внешние запоминающие устройства (ВЗУ): накопители на магнитных дисках, "электронные диски", CD и др.

В рамках рассмотрения ПВВ будем полагать термины "УВВ" и "ВУ" синонимами, т. к. обращение к ним со стороны процессора осуществляется по одним законам.

ПВВ в общем случае должна обеспечивать выполнение следующих функций:

□ согласование форматов данных, поскольку процессор всегда выдает/принимает данные в параллельной форме, а некоторые ВУ — в последовательной. С этой точки зрения различают устройства параллельного и последовательного обмена, В рамках параллельного обмена не производится преобразование форматов передаваемых слов, в то время как при последовательном обмене осуществляется преобразование параллельного кода в последовательный и наоборот. Все варианты, при которых длина слова ВУ (больше 1 бита) не совпадает с длиной слова МП, сводятся к разновидностям параллельного обмена;

□ организация режима обмена — формирование и прием управляющих сигналов, идентифицирующих наличие информации на различных шинах, ее тип, состояние ВУ (Готово, Занято, Авария), регламентирующих временные параметры обмена. По способу связи процессора и ВУ (активного и пассивного) различают синхронный и асинхронный обмены, различия между которыми мы обсудили в начале настоящей главы.

Дата добавления: 2015-04-25