Скорость передачи данных интерфейсов
Содержание
Введение
1. Теоретическая часть
1.1 Общая информация параллельных и последовательных
интерфейсов……………………………………………………………….. 4 стр
1.2 Скорость передачи данных инферфейсов……………………………. 5 стр
1.3 Повышения пропускной способности параллельных интерфейсов.. 6 стр
1.4 Повышения пропускной способности последовательных
Интерфейсов………………………………………………………………. 7 стр
2. Практическая часть
2.1 Память ЭВМ…………………………………………………………... 8 стр
2.1.1 Иерархическая схема всех видов памяти ЭВМ…………………... 8 стр
2.1.2 Подобная схема по устройствам ЭВМ, к которым имеет отношения определенный вид памяти……………………………………………….. 8 стр
2.2 Сравнительная характеристика современных микропроцессоров.. 8 стр
2.2.1 Формулирование критериев и построение таблицы сравнения… 8 стр
2.2.2 Учесть разрядность процессора, полноту набора команд………. 10 стр
3. Структурные схемы ХХ-разрядных микропроцессоров
3.1 Схема микропроцессоров разной разрядности……………………. 10 стр
3.2 Сравнительная характеристика по схемам микропроцессоров….. 11 стр
3.3 Структурная схема микропроцессора……………………………... 12 стр
4. Презентация «Стековая и ассоциативная память»………………… 13 стр
5. Список использованных источников………………………………. 21 стр
Введение
На современных компьютерах есть хотя бы один последовательный и один параллельный порт, несмотря на то что уже давно существуют сетевые адаптеры, шина USB и другие способы коммуникации. Исключением могут быть разве что современные ноутбуки – на некоторых из них нет ни последовательных, ни параллельных портов.
1. Теоретическая часть
|
|
|
Общая информация параллельных и последовательных
Интерфейсов
Стандарт на параллельный интерфейс IEEE 1284, принятый в 1994 году, определяет 5 режимов обмена данными, метод согласования режима, физический и электрический интерфейсы. Согласно IEEE 1284, возможны следующие режимы обмена данными через параллельный порт:
1. Режим совместимости (CompatibilityMode) - однонаправленный (вывод) по протоколу Centronics.Этот режим соответствует стандартному порту SPP.
2. Полубайтный режим (NibbleMode) - ввод байта в два цикла (по 4 бита), используя для приема линии состояния. Этот режим обмена может использоваться на любых адаптерах.
3. Байтный режим (ByteMode) - ввод байта целиком, используя для приема линии данных. Этот режим работает только на портах, допускающих чтение выходных данных (Bi-Directional или PS/2 Type 1).
4. Режим ЕРР (EnhancedParallelPort) (EPP Mode) - двунаправленный обмен данными. Скорость обмена (0,5...2 Мбайт/с).
5. Режим ЕСР (ExtendedCapabilityPort) (ECP Mode) - двунаправленный обмен данными с возможностью аппаратного сжатия данных и использования FIFO-буферов и DMA. Эффективен для принтеров и сканеров.
|
|
|
Для компьютеров и связанных с ним устройств наиболее распространенной является задача передачи дискретных данных, и, как правило, в значительных количествах (не один бит). Самый распространенный способ представления данных сигналами — двоичный: например, условно высокому (выше порога) уровню напряжения соответствует логическая единица, низкому — логический ноль (возможно и обратное представление). Для того чтобы передавать группу битов, используются два основных подхода к организации интерфейса.
Параллельный интерфейс — для каждого бита передаваемой группы используется своя сигнальная линия (обычно с двоичным представлением), и все биты группы передаются одновременно за один квант времени.
Примеры:
- параллельный порт подключения принтера (LPT-порт, 8 бит);
- интерфейс ATA/ATAPI (16 бит);
- SCSI (8 или 16 бит), шина PCI (32 или 64 бита);
Последовательный интерфейс — используется лишь одна сигнальная линия, и биты группы передаются друг за другом по очереди; на каждый из них отводится свой квант времени (битовый интервал).
Примеры:
- последовательный коммуникационный порт (COM-порт);
|
|
|
- последовательные шины USB и FireWire, PCI Express;
- интерфейсы локальных и глобальных сетей.
На первый взгляд организация параллельного интерфейса проще и нагляднее и этот интерфейс обеспечивает более быструю передачу данных, поскольку биты передаются сразу пачками. Очевидный недостаток параллельного интерфейса — большое количество проводов и контактов разъемов в соединительном кабеле (по крайней мере по одному на каждый бит). Отсюда громоздкость и дороговизна кабелей и интерфейсных цепей устройств, с которой мирятся ради вожделенной скорости.
У последовательного интерфейса приемопередающие узлы функционально сложнее, зато кабели и разъемы гораздо проще и дешевле. Понятно, что на большие расстояния тянуть многопроводные кабели параллельных интерфейсов неразумно (и невозможно), здесь гораздо уместнее последовательные интерфейсы.
Скорость передачи данных интерфейсов
Теперь подробнее разберемся со скоростью передачи данных. Очевидно, что она равна числу бит, передаваемых за квант времени, деленному на продолжительность кванта. Для простоты можно оперировать тактовой частотой интерфейса — величиной, обратной длительности кванта. Это понятие естественно для синхронных интерфейсов, у которых имеется сигнал синхронизации (clock), определяющий возможные моменты возникновения всех событий (смены состояния). Для асинхронных интерфейсов можно воспользоваться эквивалентной тактовой частотой — величиной, обратной минимальной продолжительности одного состояния интерфейса. Теперь можно сказать, что максимальная (пиковая) скорость передачи данных равна произведению тактовой частоты на разрядность интерфейса.
|
|
|
У последовательного интерфейса разрядность 1 бит, у параллельного она соответствует числу параллельных сигнальных цепей передачи битов данных. Остаются вопросы о достижимой тактовой частоте и разрядности. И для последовательного, и для параллельного интерфейсов максимальная тактовая частота определяется достижимым (при разумной цене и затратах энергии) быстродействием приемопередающих цепей устройств и частотными свойствами кабелей. Здесь уже очевидны выгоды последовательного интерфейса: для него, в отличие от параллельного интерфейса, затраты на построение высокоскоростных элементов не приходится умножать на разрядность. В параллельном интерфейсе существует явление перекоса (skew), существенно влияющее на достижимый предел тактовой частоты. Суть его в том, что сигналы, одновременно выставленные на одной стороне интерфейсного кабеля, доходят до другого конца не одновременно из-за разброса характеристик цепей. На время прохождения влияет длина проводов, свойства изоляции, соединительных элементов и т. п. Очевидно, что перекос (разница во времени прибытия) сигналов разных битов должен быть существенно меньше кванта времени, иначе биты будут искажаться (путаться с одноименными битами предшествующих и последующих посылок). Вполне понятно, что перекос ограничивает и допустимую длину интерфейсных кабелей: при одной и той же относительной погрешности скорости распространения сигналов на большей длине набегает и больший перекос. Перекос сдерживает и увеличение разрядности интерфейса: чем больше используется параллельных цепей, тем труднее добиться их идентичности. Из-за этого даже приходится «широкий» (многоразрядный) интерфейс разбивать на несколько «узких» групп, для каждой из которых используются свои управляющие сигналы. В 90-х годах в схемотехнике приемопередающих узлов стали осваиваться частоты в сотни мегагерц и выше, то есть длительность кванта стала измеряться единицами наносекунд. Достичь соизмеримо малого перекоса можно лишь в пределах жестких компактных конструкций (печатная плата), а для связи отдельных устройств кабелями длиной в десятки сантиметров пришлось остановиться на частотах, не превышающих десятков мегагерц. Для того чтобы ориентироваться в числах, отметим, что за 1 нс сигнал пробегает по электрическому проводнику порядка 20–25 см. Наносекунда — это период сигнала с частотой 1 ГГц.
Дата добавления: 2018-05-12; просмотров: 275; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!