Thiết bị ngoại vi kỹ thuật ghép nối Chương I TỔNG QUAN VỀ NỐI GHÉP NGOẠI VI Nội dung − Nhắc lại bổ xung kiến thức kiến trúc máy tính − Nhiệm vụ nối ghép ngoại vi I Cấu trúc hệ thống máy tính Cấu trúc chung hệ thống máy tính sau: Central Sub System - CS: a CPU: Central Processing Unit: − Khái niệm: Là điều khiển trung tâm, thực công việc giao đặt nhớ chương trình cách thực phép xử lý lên biến nhị phân điều khiển thiết bị ngoại vi − Cơng việc bao gồm:  Tìm lệnh, giải mã lệnh, [tìm tốn hạng, xử lý cất kết quả],  In/Out với port kiểu Interrupt DMA để điều khiển thiết bị ngoại vi − Đặc trưng - Specifications:  Kích thước tốn hạng (bit): 4, 8, 12 , 16, 32, 64 Thiết bị ngoại vi kỹ thuật ghép nối  Tốc độ xử lý: Mips, clock multiplier,  Kiến trúc: RISC vs CISC, DSP, Micro Controller  Pinning/Signalling (Data/Address - Mux, Control bus, IRQ, HRQ, RD/WR ),  Register set,  Instruction set - Addressing Modes,  Power: Slow/ sleep/ power down modes  … b Memories  Memories (Semiconductor), ROM − Khái niệm:  Lưu thông tin (ch/tr số liệu) dạng nhị phân,  Dung lượng lớn, tốc độ truy nhập nhanh (downto ns access time) − Tính chất vật lý  ROMs: gồm Mask ROM, PROM, EPROM, EAROM, OTROM, NonVolatile mem,  Là nhớ đọc, lưu thông tin điện,  Package : byte  Access time:100 120ns  Ghi/nạp nội dung: T/bị chuyên dùng (ROM Burner/Programmator)  Memories (Semiconductor), SRAM − RAMs:  Lưu thông tin tạm thời, không lưu điện, đọc ghi được, [Read/Write Mem] − Static RAM:  Nhanh (80 ns),  byte/nibble package,  Mật độ byte/chip nhỏ (upto 64/256 KB/ chip),  Đắt, tiêu thụ công suất nhiều,  CMOS RAM: chậm tiêu thụ cực lượng, less W Vdụ: MC 146818 RealTimeClock- CMOS RAM Thiết bị ngoại vi kỹ thuật ghép nối  Dùng hệ nhỏ, cache memory  Memories (Semiconductor): DRAM − Dynamic RAM (DRAM):  Tốc độ/Access time (50-70ns), [1 20 ns] Pre-fetched  Mật độ bit/chip >> (1 Gbit/chip - 1996 , Korea),  bit package => DRAM bank,  Tiêu thụ công suất nhỏ   Thông tin lưu 10ms => refreshing DRAM với chu kỳ @ 7,5ms => phức tạp Dùng hệ có dung lượng nhớ lớn: máy tính, máy chủ  Memories (Semiconductor): FLASH & Others − Flash memory:  EAROM typed, đưọc đợc, xố bank, ghi lại byte Thơng tin lưu 20 năm, dùng nhiều tương lai: BIOS, diskchip  Serial EAROM/FLASH: dùng để lưu configuration, dùng bus I2C (Philips) Ví dụ ứng dụng : thẻ vi mạch, TV,  Memories (Semiconductor): Logically: Bộ nhớ chứa thơng tin gì? − Program memory:  Chứa ch/tr thực − Data memory:   Biến có cấu trúc,  c Các biến ngẫu nhiên, Số liệu có kiểu truy nhập đặc biệt FIFO, LIFO (Stack memory) Controllers Vi mạch, nâng hiệu (performance) hệ thống, bao gồm: − Bộ điều khiển ưu tiên ngắt PIC - Priority Interrupt Controller, Intel 259A − Bộ điều khiển truy nhập trực tiếp nhớ DMAC - Direct memory Access Controller, Intel 8237A Timer: mạch tạo khoảng thời gian, PITProgrammable Interval Timer, Intel 8254 Thiết bị ngoại vi kỹ thuật ghép nối − Mạch quản trị nhớ: MMU- Memory Management Unit, sau này, thường đợc built on chip với CPU − Bus controller/Arbitor − … d Bus System − PCB (Printed Circuit Board)/ Cable (Twisted pairs, flat ), slot, connector • Nối slave device, time sharing − Thông tin: Address, data, control, status, Power Supply − Chiều (dir), state (Hi Z), Loading  Address bus − Từ BusMaster (CPU, DMAC, PCI host Controller) đến SlaveDevices (Mem, Ports) để chọn/chỏ IO/ Mem location chu kỳ bus − n Addr bit  n mem mory Locations & 2m IO Locations, m