Arbitrace o tuto sběrnici

Jiné V/ V architektury
Minipočítače, stavebnice,
střediskové počítače s kanály.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
1
Obsah přednášky
• Minipočítače DEC – příklad V/V architektury se společnou sběrnicí:
• arbitrace,
• přerušení,
• přenos dat.
• Mikropočítačové stavebnice:
• VME,
• Multibus.
• Důstojné rozloučení s kanálem.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Připomenutí: MOV model
Důsledek: společný adresový prostor paměti a periferních zařízení
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Příklad: minipočítače firmy DEC
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Stručně o firmě DEC
• D igital Equipment Corporation,
• založena (3 osobami) v roce 1957 (v ga­ráži) v Maynardu, Massachusetts.
• Proslavila se svými minipočítači (viz dále), s nimiž byla obchodně úspěšnější než její konkurent a
• dnešní vlastník HP (Hewlett­Packard).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Stručně o produktech
• PDP ­ Programmed D ata Processor
– PDP­1 v roce 1960,
– PDP­11 v letech 1970­90, 16­ti bitová architektura, jeden z nejúspěšnějších počítačů,
– PDP­16 poslední model v roce 1972
• VAX­11/7XX 32­bitová architektura, Virtual Address Extension.
• VMS Virtual M emory System, její operační systém.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
PDP 11/XX ­ nejúspěšnější minipočítače své doby
Zde model PDP 11/45
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
UNIBUS ­ stručná charakteristika
•
•
•
•
•
Procesorově závislá paralelní sběrnice,
s oddělenou adresovou a datovou částí,
obousměrná,
asynchronní. Všimněte si: dost jiná, než PCI!
Poznámka: – Architektura procesoru i společné sběrnice se stala vzorem pro mikroprocesory
– Motorola 68xxx.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Pamatujte si:
• Při studiu sběrnic se vždy soustřeďte zejména na to, jak u nich probíhá
– arbitrace (žádost o přidělení sběrnice),
– vyhodnocování požadavků na přerušení,
– samotný přenosový cyklus.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Signály sběrnice UNIBUS
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Arbitrace o tuto sběrnici Připomenutí z 36JPO:
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Přerušovací podsystém minipočítačů PDP 11/XX
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Vyhodnocování požadavků na přerušení
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Průběh přenosového cyklu zápisu
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Průběh přenosového cyklu čtení
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Inovace architektury DEC
• Jediná společná sběrnice se časem stala úzkým hrdlem těchto minipočítačů. • Řešení ­ změna architektury: hierarchická soustava sběrnic:
– třísběrnicový VAX.
• Prvním takto inovovaným modelem byl VAX 11/780.
• Později se objevily procesory ALPHA.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Architektura DEC VAX
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Mikropočítačové stavebnice
Počítače z jiného soudku, ale se stejnou architekturou – mikropočítačové stavebnice
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Pozor: nejde o LEGO součástek
• ale o skládačku z desek.
• Jedná se o obrovský trh (ročně 3B US$),
• iniciovaly ho v 80­tých letech obě vedoucí procesorové firmy,
– INTEL, Motorola.
• Některé standardy se udržely až dodnes VME (Motorola),
• jiné zmodifikovaly – SBC —
> xxxPCI (INTEL).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Motivační obrázek
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
VME
• Versa Module Eurocard,
– jsou i jiné výklady zkratky.
• Zavedena Motorolou, Phillipsem, Thompsonem a Mostekem v roce 1981.
• TTL kompatibilní, • asynchronní přenos rychlostí cca 40 MB/s.
• Standardizována jako IEEE 1014­1987.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
VME ­ architektura I.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
VME ­ architektura II.
• Ve skutečnosti jde též o hierarchii sběrnic
– VME (paralelní, globální),
– VMX (paralelní, lokální),
– VMS (sériová, globální).
• Nepřímý, třířadý konektor, Eurokarta se dvěma základními velikostmi,
• původně orientována jen na procesory Motorola.
• (Dnes tu najdete „všechny“).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
VME ­ stručná charakteristika:
• Multiprocesorová,
• paralelní,
• nemultiplexovaná,
• asynchronní,
• obousměrná,
• arbitr centralizovaný, umístěn v 0. pozici skříně (šasí).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Signály sběrnice VME
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Errata, skriptum str. 35 uprostřed
• Ve větě …..O oblibě VME svědčí i to, že na její bázi existuje rozšíření do oblasti inteligentních měřicích systémů.
• Namísto VMX má být VXI . • Sorry ...
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Signály sběrnice VME
• Čtyři podmnožiny signálů
–
–
–
–
arbitrační,
přerušovací,
pro datový přenos,
utility.
• K těm posledním patří
– SYSCLK, SYSRESET#, SYSFAI L#, ACFAI L#.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Arbitrace o sběrnici I.
• Zúčastňují se signály
– BR0# až BR3# Bus Request ­ žádost o přidělení sběrnice,
– BG0I N # ­ BG3I N # Bus Grant In ­ vstup podřízené jednotky,
– BG0OU T# ­ BG3OU T# ­ výstup podřízené jednotky, odtud do vstupu další zřetězené,
– BCLR# Bus Clear ­ sběrnici uvolnit (od arbitra),
– BBSY# Bus Busy ­ sběrnice obsazena (od jednotky právě sběrnici řídící).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Arbitrace o sběrnici II.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Arbitrace o sběrnici III.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Požadavek na přerušení I.
• Zúčastňují se signály
– I RQ1# až I RQ7# Interrupt Request (nejvyšší prioritu má †.
– I ACK Interrupt Acqnowledge ­ výstup jednotky s řadičem přerušení,
– I ACKI N , I ACKOU T vstup a výstup povolovacího signálu přerušení zřetězených jednotek.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Požadavek na přerušení II.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Požadavek na přerušení III.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Průběh přenosového cyklu
• Zúčastňují se signály
–
–
–
–
–
–
–
LW ORD # Longword ­indikuje přenos 32 bitů,
AS# Address Strobe ­ platnost adresy,
AM 0 ­ AM 5 Address Modifier ­dodatečná info
D S0#, D S1# Data Strobe ­ platnost dat 8/8,
W RI TE# H­zápis/L­čtení,
D TACK# Data Ackn ­ potvrzení podřízeným,
BERR# Bus Error ­ chyba od podřízeného m.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Průběh přenosového cyklu čtení
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Vývoj VME
T opologie M a x . vý k on VM E I EEE­ 10 14 VM E6 4 4 0 M B/ s VM E6 4 X 16 0 M B/ s VM E3 2 0 3 2 0 ­ 5 0 0 + M B / s 8 0 M B/ s X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Vývoj VME jinak
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Zajímají­li vás podrobnosti, tak
• http://vita.com
– což je server neziskové organizace výrobců a uživatelů VME sběrnice.
– Založena byla v roce 1984,
– má i evropskou pobočku.
• Na této adrese najdete (kromě jiného)
– VMEbus FAQ,
– přehled výrobců i výrobků.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
SBC, resp. MULTIBUS
• Stručná charakteristika:
• Single Board Computer,
• ucelený soubor modulárního hardwaru
– procesorové desky 8/16/32/64, paměti, I/O rozhraní, periferie, atd.,
• vývojových prostředků a
• backplane sběrnice včetně šasí (bedny se zdroji).
• Vyvinut INTELem, nasazován od roku 1974. X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
MULTIBUS ­ architektura
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
MULTIBUS shrnutí
• Ani inovace na MULTIBUS II (1987, nepřímý konektor, synchronní protokol, ale tím také nekompatibilita s MULTIBUSEM) neodvrátila jeho propad.
• Tím spíše, že se objevil nový favorit, PCI ,
• a jeho průmyslové verze
– CompactPCI, SmallPCI a PC/104+.
• To je ale jiná historie.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
CompactPCI, SmallPCI a PC/104+
Doplnit!!!
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Jiné V/V architektury – střediskové počítače s kanály
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
360/370
8B
Vyrovnávací paměť kanálů 256 B/kanál
2B
Kanálový procesor
1B
Gene Amdahl, Gerrit Blaauw, Frederick Brooks, 60. léta 20. století Kanály
Rozšiřující kanály
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
3. (počítačová) generace
• Čím byly ty počítače tak zajímavé a důležité?
• Mainframy (střediskové),
• součástkovou základnou (integrované obvody),
• oddělením logického a fyzického V/V (umožnila V/V architektura ­ model SIO).
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Poznámka, reflexe z cest, důstojné rozloučení s kanálem
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
SUNY
State University of New York in Binghamton
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Kde to je?
New York City
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Jak to souvisí s kanálem?
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
IBM ­ otec zakladatel
Thomase J.Watsona (1874­1956) mají za zakladatele IBM
THINK
Právě on je autorem motta, které se stalo symbolem IBM
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Pomníky se v Americe neničí
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Současnost výroby IBM v USA
• V Endicottu se už dlouho nic nevyrábí.
• Veškerou výrobu už dávno přenesli do levného zahraničí.
• Poslední akvizici ­ IBM Lenovo ­ jste jistě zaznamenali.
• Důsledek pro mne: když už IBM dávno stroje s kanály nevyrábí, opustíme je i my. Kanálu se tedy od letoška podrobně věnovat nebudeme.
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Pro zajímavost: obrázky jiných architektur
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Herní konzola IBM Xenon
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
Xbox 2
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek
X36PZA ­ Periferní zařízení M. Šnorek