kompiuteriŲ elementai ir architektŪra
Post on 30-Dec-2015
65 Views
Preview:
DESCRIPTION
TRANSCRIPT
KOMPIUTERIŲ ELEMENTAI ir
ARCHITEKTŪRA
Doc. Stasys Maciulevičius
Kompiuterių katedra
stasys.maciulevicius@ktu.lt
ŠIUOLAIKINIŲ KOMPIUTERIŲ ARCHITEKTŪRA
©S.Maciulevičius 22011
Ankstesnėje paskaitoje
Grafinė plokštė Grafinė atmintis Grafinės atminties tipai Grafikos procesorius Įterptinė grafika SLI ir CrossFire Skaičiavimų spartinimas Intel Larrabee Bendrosios paskirties GPU Nvidia CUDA
©S.Maciulevičius 32011
Šioje paskaitoje
Pertrauktys, jų tipai Pertraukčių apdorojimas
Klasika - IBM Intel pertraukčių kontroleris
Įvesties ir išvesties problemos Periferinio įtaiso kontroleris Prievadai (portai) Programa valdomi duomenų mainai Tiesioginiai duomenų mainai Kanalas. TKA Kompiuterių platformos Mobiliųjų kompiuterių platformos
©S.Maciulevičius 42011
Pertrauktys
Procesoriui dirbant savo darbą (vykdant programos komandas) tenka kreipti dėmesį ir į kitų kompiuterio komponentų darbą
Galima tai atlikti taip – reguliariai paklausti, ar kuris nors komponentas nereikalauja dėmesio ar jame nesusidarė situacija, reikalaujanti dėmesio ir atitinkamo sprendimo
Toks reguliarus tikrinimas vadinamas apklausa arba polinguTačiau kur kas tikslingiau naudoti signalus, kuriais
kompiuterio komponentai patys informuotų apie juose susidariusią situaciją, reikalaujančią dėmesio
Tokie signalai vadinami pertraukties signalais
©S.Maciulevičius 52011
Pertrauktys
Pertraukiančios (pertrauktį apdorojančios) programos
Pertraukties signalai
Pagrindinėprogra
ma
Procesorius
Aplinka
©S.Maciulevičius 62011
Pertraukčių tipai
Išorinės (asinchroniškos procesui): • techniniai gedimai (įtampa, …)• laikrodis• kiti procesai ar procesoriai• procesai išoriniuose įtaisuose• vartotojas, operatoriusVidinės (sinchroniškos procesui): • adresavimo klaidos• operandų klaidos (/0, …)• operacijos klaidos (perpildymas, …)• negalima operacija• režimo pakeitimas
©S.Maciulevičius 72011
Pertraukčių tipai
Programinės (sinchroniškos procesui): • programinės (pertr. sistemai tikrinti)• derinimo (po kiekvienos komandos - analizė)
Vykdymo variantai: • po komandos (dažniausiai)• komandoje (rečiau, kai negalima užbaigti):
• puslapio klaida• ilgai trunkančioms komandoms
Apdorojama: • mikroprograma (anksčiau)• paprograme (dažniausiai)
Į turinį
©S.Maciulevičius 82011
Pertrauktys: terminai
Aparatinės pertrauktys – iššaukiamos elektriniais signalais procesoriaus įėjimuose.
• maskuojamos (įėjimas INTR) – reakcija priklauso nuo IF reikšmės
• nemaskuojamos (įėjimas NMI)Programinės pertrauktys – iš esmės tai speciali priemonė tam
tikroms procedūroms iškviesti.Išskirtinės situacijos (Exceptions) – trijų tipų ypatingi atvejai:
• klaidos (faults) – aptinkamos prieš vykdant komandą (pvz., page fault)
• “spąstai” (traps) – aptarnaujamos įvykdžius komandą (pvz., programinės pertrauktys)
• avarinės situacijos (aborts) – neaišku, kuri komanda kalta
©S.Maciulevičius 92011
Ar dažnai būna pertrauktys?
VAX 8800 kompiuterio, kuriame buvo naudojamas laiko skirstymo režimas, darbo analizė parodė:Pertraukties priežastis Intervalas
Įvesties ir išvesties sistema 2,7 ms
Sistemos laikrodis 10,0 ms
Programinės pertrauktys 1,5 ms
Aparatinės pertrauktys 2,1 ms
Įvertinus viską 0,9 ms
©S.Maciulevičius 102011
Pertrauktys
Parametrai:• įėjimo signalų skaičius• reakcijos laikas• perjungimo laikas• gylis
Pagr.progr.
Signalas
Pertr. apdor.Reakcijos
Perjungimolaikas laikas
©S.Maciulevičius 112011
Pertraukčių lygiai
321
321
3
22
11
Užklausos
Vieno lygiosistema
Kelių lygių sistema
Pertraukčių prioritetaiAptarnavimo tvarka:
Čia 1 pertrauktis turi žemiausią prioritetą, 3 - aukščiausią
©S.Maciulevičius 122011
Pertrauktys
Apdorojimo procedūra:• pertraukties signalo priėmimas• pertraukties atpažinimas• būsenos įsiminimas• pertrauktį apdorojančios programos vykdymas• būsenos atstatymas
©S.Maciulevičius 132011
Pertraukties apdorojimas
PROGRAMINĖ
ĮRANGA
APARATŪRA
Įtaiso kontroleris arba kita aparatūra
formuoja pertraukties signalą
Procesorius baigia vykdyti pradėtą
komandą
Procesorius perduoda pertr. patvirtinimo
signalą
Procesorius į steką įrašo programų skaitiklio ir PSW
reikšmes
Procesorius nustato PC pagal pertraukties
vekt.
Išsaugoma kita svarbi informacija apie proceso būseną
Procesorius apdoroja pertrauktį
Atstatoma informacija apie pertraukto proceso būseną
Atstatomas programų skaitiklio turinys ir
proceso būsena (PSW)
Į turinį
©S.Maciulevičius 142011
PSW (IBM/360)
Išorinių pertraukčių kaukė
Įvedimo / išvedimo kaukė
Valdymo režimas Kontrolės schemų pertraukties kaukė Laukimas / skaičiavimas Uždavinys / supervizorius
Būsena
Sistemos kaukė
0 5 6 7 8 11 12 13 14 15 16 31
Kanalų Programos Pertraukties
kaukė raktas kodas
32 33 34 35 36 39 40 63
Progr. ILC CC pertr. Komandos adresas
kaukė
Programinių pertraukčių kaukė:[36] - sveikųjų skaičių perpildymas[37] - dešimtainių skaičių perpildymas[38] - eilės išnykimas [39] - mantisės išnykimas
Sistemos kaukė:[0] - multipl. kan. kaukė[1-5] - selekt. kan. kaukė[6] - >5 kan. kaukė
Rezultato požymis
Komandos ikgio kodas
©S.Maciulevičius 152011
CC formavimas IBM/360
CC reikšmės formavimo pavyzdys:
Komanda 00 01 10 11Kodų sudėtis =0,C=0 0,C=0 = 0,C0
0,C0 Pusžodžių sudėtis =0 <0 >0 Perpild.
IR =0 0 - - Sąlyginis perėjimas n e k e i č i a m a Palyginimas = Op1<OP2 Op1>OP2
©S.Maciulevičius 162011
Pertraukčių realizacija IBM/360
PSW adresai:
Pertraukties tipas “Senieji” “Naujieji”• Išorinės 24 88• Kreipinys į supervizorių 32 96• Programinės 40 104• Aparatinės kontrolės 48 112• Įvesties ir išvesties 56 120
©S.Maciulevičius 172011
Pertraukčių realizacija IBM/360
P.užklausa (2 klasės)
Naujieji PSW
1
2
3
4
5
Pertraukiančioji programa
Senieji PSW
1
2
3
4
5
Pertrauk-toji
programa
Pertrau-kiamoji
programaBūsenos
išsaugojimas
Programa
Būsenos atstatymas
PSW registras1
2
5
6
3
4
Į turinį
©S.Maciulevičius 182011
Pertraukčių kontroleris (Intel)
INTA INT
D7 - D0
IR0IR1IR2IR3IR4IR5IR6IR7
Valdymo logika
Pertr. užklaus.regist-
ras
(IRR)
Prioriteto schema
Aptarn. pertr. regist-
ras
(ISR)
Pertr. kaukės registras(IMR)
Duom. magistr. buferis
Skait./ Įrašymo logika
Kaskadinio jungimo
valdymas
RD
WR
A0
CS
CAS0
CAS1
CAS2
SP/EN
©S.Maciulevičius 192011
Pertraukčių aptarnavimo valdymas
Procesorius gali nurodyti, kaip pertraukčių kontroleris aptranaus pertrauktis:
• Fiksuoti prioritetai – pertraukčių užklausos aptarnaujamos pagal įėjimų eilės tvarką (nuo IR0 iki IR7; aukščiausias – IR0); šis režimas nustatomas automatiškai
• Cikliniai prioritetai – aptarnautas įtaisas gauna žemiausią prioritetą toje grupėje
• Speciali kaukė – kai kurių įtaisų pertraukčių užklausos gali būti ignoruojamos.
©S.Maciulevičius 202011
Cikliškas prioritetų keitimas
Tegul aptrarnavimo laukia tokios pertrauktys:
Prioritetai:
Aptarnavus IR3 (jis turi aukščiausią pripritetą tarp laukiančių), visų įtaisų prioritetai pasikeis taip:
0 1 1 0 1 0 0 00 1 1 0 1 0 0 0IS7 IS6 . . . IS3 IS0
0 1 1 0 1 0 0 07 6 5 4 3 2 1 0Žem. . . . Aukšč.
0 1 1 0 1 0 0 03 2 1 0 7 6 5 4 Aukšč. Žem.
©S.Maciulevičius 212011
Pertraukčių kontroleris
IOWCIORCINTA
Pertraukčių įėjimai
Duomenų magistralė
Adreso selektoriu
s
Adreso magistralė
Į P
Kaskadiniam jungimui
CS A0 INT D7-D0
WR
RD 8259A CASINTA
IR0 IR7
©S.Maciulevičius 222011
Pertraukčių kontrolerio naudojimas
IR0IR1 INTIR2…IR7 CAS
Išor. įtaisas 00
Išor. įtaisas 01
Išor. įtaisas 07
IR0IR1 INTIR2…IR7 CAS
IR0IR1 INTIR2…IR7 CAS
Išor. įtaisas 08
Išor. įtaisas 09
Išor. įtaisas 15
Išor. įtaisas 56
Išor. įtaisas 57
Išor. įtaisas 63
IR0IR1 INTIR2…IR7CAS
NMIINTR
Vedantysis(Master)8259A
Vedamieji (Slaves)8259A
Procesorius
©S.Maciulevičius 232011
Pertraukčių kontrolerio naudojimas AT
IR0IR1 INTIR2…IR7 CAS
Išor. įtaisas 02
Išor. įtaisas 03
Išor. įtaisas 09
Išor. įtaisas 10
Išor. įtaisas 11
Išor. įtaisas14
IR0IR1 INTIR2IR3IR4IR5IR6IR7 CAS
NMIINTR
Vedantysis8259A
Vedamasis8259A
Procesorius
Išor. įtaisas 00
Išor. įtaisas 01
PC/XT kompiuteriuose buvo tik viena mikroschema 8259A
PC/AT kompiuteriuose buvo 2 mikroschemos 8259A, sujungtos tokiu būdu:
Į turinį
©S.Maciulevičius 242011
Pertraukčių kontrolerio 8259A valdymas
Pertraukčių kontroleris – programuojamas įtaisas.
Informacija jam perduodama ir gali būti iš jo gauta vieno baito žodžiais, naudojant įvesties ir išvesties komandas.
Kontroleris turi du darbo režimus: • inicializavimo režimą ir• darbo režimą.
©S.Maciulevičius 252011
Pertraukčių kontrolerio 8259A valdymas
Pradžioje kontroleris inicializuojamas, perduodant jam iki 4 baitų, vadinamų inicializavimo žodžiais (ICW). Šie žodžiai užduoda tokius parametrus, kaip:• paleidimo režimą (frontu ar lygiu),• kontrolerių kiekį,• pertraukties tipą nurodančius bitus,• kaskadinio jungimo detales, ...
Baigus inicializavimą, kontroleris pereina į darbo režimą.
©S.Maciulevičius 262011
Pertraukčių kontrolerio 8259A valdymas
Dirbdamas darbo režimu, jis priima valdymo komandas – OCW (Operation Control Words). Šie žodžiai užduoda:
• kaukę - blokuotus (maskuotus) įėjimus,
• ciklinį prioritetų režimą,
• pertraukties lygį,
• apklausos režimą.
©S.Maciulevičius 272011
Modernus pertraukčių kontroleris
Multiprocesorinėms sistemoms buvo sukurti
modernūs pertraukčių kontroleriai (APIC -
advanced programmable interrupt controllers),
kurie turėjo padidinti pertraukčių apdorojimo
efektyvumą tokiose sistemose
Intel APIC sistemose yra du komponentai -
lokalus APIC (LAPIC) ir I/O APIC
©S.Maciulevičius 282011
Modernus pertraukčių kontroleris
LAPIC valdo visas savojo procesoriaus išorines pertrauktis SMP sistemoje. Be to, jis gali priimti ir generuoti tarpprocesorines pertrauktis (IPI) tarp LAPIC
LAPIC gali palaikyti iki 224 pertraukčių vektorių iš I/O APIC. Vektoriai, kurių numeriai 0 - 31, yra rezer-vuoti pertraukčių apdorojimui x86 procesoriuose
I/O APIC turi specialią lentelę, kuri naudojama iš I/O magistralių gautoms pertrauktims nukreipti į vieną ar kelis lokalius APIC
©S.Maciulevičius 292011
Pentium pertrauktys ir išskirtinės situacijos
Vekt. Nr.
Aprašymas Vekt. Nr.
Aprašymas
0 Dalybos klaida 10 Neleistinas užduoties segmentas 1 Derinimo išskirtinė situacija 11 Nėra segmento 2 NMI (nemaskuojama) pertr. 12 Steko klaida
3 Stabdymo taškas (INT3) 13 Bendroji apsauga 4 Perpildymas 14 Puslapio klaida 5 Pažeista segmento riba 15 Rezervuota 6 Blogas operacijos kodas 16 Slankaus kablelio klaida 7 Nėra įrenginio 17 Išlyginimo klaida 8 Dvi klaidos (vienoje
komand.) 18 Mašinos kontrolė
9 Rezervuota 19 -31 Rezervuota 32 -255 Aparatinės pertrauktys
©S.Maciulevičius 302011
Pentium pertrauktys ir išskirtinės situacijos
Pertraukties (vektoriaus) numeris – 8 bitų kodas, identifikuojantis pertraukties vektorių.
Pertraukties vektorius – įrašas pertraukčių deskriptorių lentelėje IDT, kuris nurodo pertrauktį aptarnaujančią programą (paprogramę).
0-31 numeriais pažymėtas pertrauktis atpažįsta CPU, o 32-255 numeriais pažymėtos pertrauktys atpažįstamos tik programiškai
©S.Maciulevičius 312011
Pertrauktys konvejerizuojame procesoriuje
Rezultato įrašymas
Operacijos
vykdymas
Dekodavimas ir
operandų išrinkimas
Komandos išrinkimas
• dalyba iš nulio• perpildymas• rezultato išnykimas
• blogas op. kodas• puslapio klaida• adreso klaida• blogas išlyginimas• lyginumas
• puslapio klaida• adreso klaida• lyginumas
•puslapio klaida• adreso klaida• blogas išlyginimas• lyginumas
©S.Maciulevičius 322011
Įvesties ir išvesties problemos
Galimybė prijungti įvairius PĮ Lygiagretus įvesties ir išvesties
sistemos darbas su procesoriumi Maksimaliai supaprastintas įvesties ir
išvesties procesų programavimas Reakcija į įvairias kritines situacijas bei
iškilusias problemas
©S.Maciulevičius 332011
Problemų sprendimo keliai
PĮ moduliškumas (konstruktyvus išbaigtumas, paprastas prijungimas)
Unifikuoti duomenų formatai Unifikuota sąsaja (interfeisas) Unifikuoti komandų formatai ir tipai
Į turinį
©S.Maciulevičius 342011
Kompiuteris ir jo I/O įtaisai
CPU
Kešas
Pagrindinėatmintis
Įvesties ir išvesties magistralė
I/O kontroleris
MD MD
I/O kontroleris
I/O kontroleris
Grafikos išvesties
įtaisas LAN
Pertraukčių signalai
©S.Maciulevičius 352011
Periferinių įtaisų darbo sparta
Įtaisas Įv. - išv. Partneris Sparta (KB/s)
Klaviatūra Įvestis Žmogus 0,01Pelė Įvestis Žmogus 0,02Skeneris Įvestis Žmogus 200Nuoseklus spausdintuvas Išvestis Žmogus 1Lazerinis spausdintuvas Išvestis Žmogus 100 Grafinis displėjus Išvestis Žmogus 100 000 Vietinis tinklas (LAN) Įvest/išv. Kompiuteris 200Optinis diskas Atmintis Kompiuteris 1 000 Magnetinis diskas Atmintis Kompiuteris 40 000
©S.Maciulevičius 362011
Pagrindinės sąvokos
periferinis įtaisas (I/O įtaisas) I/O magistralė I/O kanalas I/O kontroleris I/O sąsaja (interfeisas) programa valdomi duomenų mainai tiesioginiai mainai su atmintimi
©S.Maciulevičius 372011
Periferinio įtaiso kontroleriofunkcijos
valdymas ir sinchronizavimas ryšis su CPU ryšis su periferiniu įtaisu
adreso atpažinimas komandų dekodavimas informacijos apie būseną pateikimas duomenų perdavimas
duomenų buferizavimas klaidų kontrolė
Į turinį
©S.Maciulevičius 382011
Periferinių įtaisų adresavimas
a) atskiros adresų b) persidengiančios sritys (PDP) adresų sritys
RAM
I/O prievadai
000000
777400
777777
RAM
I/O prievadai0000
00FF
FFFFFFFF
©S.Maciulevičius 392011
Periferinių įtaisų adresavimas ir I/O komandos
Komandos:
a) move - universali (ir kreipiantis į atmintį, ir į PĮ); vieta atskiriama pagal adreso reikšmę
b) load/store - kreipiantis į atmintį, in/out - kreipiantis į PĮ; vieta atskiriama pagal magistralės signalus
©S.Maciulevičius 402011
Prievadai (portai)
Įvesties prievadas – bet koks duomenų šaltinis, kuris gali būti išrinktas vykdant įvesties komandą.
Išvesties prievadas – bet koks duomenų imtuvas, kuris gali būti išrinktas vykdant išvesties komandą.
Prievadai adresuojami per adreso magistralę (ar jos dalį).
©S.Maciulevičius 412011
Prievadai (portai)
7 0išrinkimas
į periferinį įtaisą
išvesti
įvesti
A magistralė
D magistralė
7 0
L
L
iš periferinio įtaiso
selektorius
&
&
7 0
Išvesties prievadas
Įvesties prievadas
tribūvis buferis
Į turinį
©S.Maciulevičius 422011
Duomenų mainai su PĮ
Atsižvelgiant į persiunčiamų duomenų kiekį bei PĮ darbo spartą, pasirenkamas vienas iš dviejų mainų tipų:
a) programa valdomi duomenų mainai – kai perduodama mažai duomenų ir kreipiantis į atmintį, ir PĮ darbo sparta nedidelė
b) tiesioginiai duomenų mainai - kai perduodamų duomenų apimtis didelė ar PĮ darbo sparta didelė
©S.Maciulevičius 432011
Programa valdomiduomenų mainai
Šiuo atveju mainus valdo procesorius, tam naudodamas įvesties ir išvesties komandas IN ir OUT
Priklausomai nuo įtaiso tipo ir jo darbo ypatumų skiriami trys atvejai:
a) besąlyginiai mainai,
b) sąlyginiai mainai,
c) mainai pagal pertraukties signalą
©S.Maciulevičius 442011
Programa valdomiduomenų mainai
a) besąlyginiai mainai b) sąlyginiai mainai
in/out port
in/out port
Pasi-rengęs?
Ne
Taip
©S.Maciulevičius 452011
Programa valdomiduomenų mainai
c) mainai pagal pertraukties signalą
Pagrindinė programa
Pertr. sistemos parengimas
Mainų parengimas
Mainų papro-gramė
INTR
INTR
...
Į turinį
©S.Maciulevičius 462011
Tiesioginiai duomenų mainai
Tiesioginiais duomenų mainais vadinamas toks duomenų įvedimas ir išvedimas, kuris vyksta tarp sistemos pagrindinės atminties ir įvesties ar išvesties įtaisų, nedalyvaujant (tiesiogiai) procesoriui
Visas duomenų mainų valdymo funkcijas atlieka specialus įtaisas, kurį vadiname kanalu (klasika – didieji kompiuteriai) ar tiesioginių mainų su atmintimi kontroleriu (mikroprocesorinėse sistemose)
©S.Maciulevičius 472011
Tiesioginiai duomenų mainai
Procesorius parengia duomenų mainus, nusiųsdamas reikalingą informaciją (duomenų adresą atmintyje, baitų skaičių, operacijos tipą ir t.t.) kanalui ar kontroleriui, parengia pertraukčių sistemą ir toliau dirba kitą darbą
Bet kuriuo pagrindinės programos vykdymo momentu, kai periferinis įrenginys pasiruošęs tiesioginiams duomenų mainams, kanalas siunčia tiesioginių mainų reikalavimo signalą, kadangi jam reikalinga magistralė (vienam žodžiui perduoti)
©S.Maciulevičius 482011
Tiesioginiai duomenų mainai
CPU vykdo kitą procesą
CPU parengia mainus, progr. TKA kontrolerį
TKA valdo mainus
tarp disko ir atminties
INTR
...
Cik- lų
už-ėmi-mas
Į turinį
©S.Maciulevičius 492011
Klasika: IBM kanalai
Procesorius
KanalasPagrindinė
atmintisI/O
kontroleris
©S.Maciulevičius 502011
Pagrindinės kanalo funkcijos
nurodyti duomenų masyvo adresą atmintyje; nurodyti duomenų masyvo ilgį; formuoti (nuosekliai) atminties adresus; skaičiuoti perduodamų duomenų kiekį; nustatyti operacijos pabaigą; buferizuoti duomenis; keisti duomenų formatus (pagal PĮ ir Atm); įgalinti praleisti atskirus duomenų srauto gabalus; minimizuoti procesoriaus įsikišimą, kai sudaromos
komandų grandinėlės; formuoti pertraukties užklausimo signalą; perduoti informaciją apie periferinio įtaiso būseną.
©S.Maciulevičius 512011
Tiesioginių mainų su atmintimi kontroleris (8237A)
0 kanalasDuomenų
magistralės buferis
1 kanalasKontr. vald.
blokas
2 kanalasRežimų vald.
blokas
3 kanalas
TR(16)
CR(8)
SR(8)
RR(4)
MASK(4)
CAR (16)
BAR (16)
CWR (16)
MR (6)
WCR (16)
DREQ0
DACK0
D
Valdymo signalai
DREQ1
DACK1
DREQ2
DACK2
DREQ3
DACK3
©S.Maciulevičius 522011
Registrai
Registrai: CR – Command Reg. CAR – Current Address Reg. SR – Status Register BAR – Basic Address Reg. SR – Request Reg. CWR – Current WordCount Reg. MASK – Mask Register WCR – Basic WordCount Reg.
©S.Maciulevičius 532011
Tiesioginiai duomenų mainai
Procesorius leidžia atlikti duomenų mainus (perduoti žodį), leisdamas valdyti magistralę kanalui ar kontroleriui; tai vadinama ciklo užėmimu
Duomenų mainų procesas tęsiasi tol, kol perduodamas nustatytas baitų skaičius (duomenų masyvo ilgis)
Pabaigus įvesti ar išvesti nustatyto ilgio duomenų masyvą, kanalas siunčia pabaigos signalą į PĮ bei pertraukties signalą į CPU, informuodamas juos apie duomenų mainų pabaigą
Į turinį
©S.Maciulevičius 542011
Kompiuterių platformos
Kompiuterių platformos sąvoką dabartiniu metu girdime dažnai.
Kompiuterių platforma vadinama tam tikra jų techninės įrangos architektūra ir programinės įrangos karkasas, kuris įgalina veikti programinę įrangą
Paprastai platforma apima kompiuterio architektūrą, operacinę sistemą, programavimo kalbas ir vartotojo sąsają
©S.Maciulevičius 552011
Platformos samprata
Bet kuri platforma turi tris dedamąsias: konceptualiąją, nusakančią pagrindinę idėją, kuriai ir
kuriama platforma, jos funkcinių galimybių rinkinį; aparatūrinę, kuri nusako galimų komplektuojančių
komponenčių rinkinį, užtikrinantį visų konceptualiosios dedamosios idėjų realizaciją;
programinę, kuri nusako OS, tvarkyklių ir, gal būt, papildomos programinės įrangos rinkinį, užtikrinantį konceptualiąja dedamąja nusakytų funkcinių galimybių realizaciją.
Į turinį
©S.Maciulevičius 562011
Kompiuterių platformos
Kompiuterių platformų pavyzdžiais gali būti:
PC platforma, nešiojamų kompiuterių platformos:
AMD Brazos platforma, Intel Cedar Trail platforma, AMD Fusion platforma, nVidia Tegra platforma, ...
©S.Maciulevičius 572011
Intel mobiliųjų platformos
Intel savo mobiliųjų kompiuterių platformoms (technologijoms), kurių pagrindą sudaro trys suderinti komponentai: procesorius, valdymo schemų rinkinys (chipset) belaidžių tinklų adapteris
suteikė skambius pavadinimus (Centrino (2003 m), Sonoma, Napa, ...), kurie turėjo didelę įtaką mobiliųjų patrauklumui ir konkurencijai
©S.Maciulevičius 582011
Intel platformos
Sonoma Napa Santa Rosa MontevinaPasirodymas 2005.01 2006 1 ketv. 2007 2 ketv. 2008 1 ketv.
Procesorius Pentium M Pentium M Core 2 Duo Penryn
L2 maks. 1 MB 2 MB 4 MB 8 MB
Techn.norma 90 nm 65 nm 65 nm 45 nm
FSB 400/533 MHz
533 MHz 800 MHz 1066 MHz
RAM DDR2-533 DDR2-667 DDR2-800 DDR2-800, DDR3-800
Graf. plokštė GMA 900 (DirectX 8)
GMA 950 (DirectX 9.0)
GMA X3100
(DirectX 9.0)
???
(DirectX 10)
Video magistr. PCI Express PCI Express PCI Express PCI Express
Wi-Fi 802.11 a/b/g 802.11 a/b/g/n 802.11 a/b/g/n 802.11 a/b/g/n
©S.Maciulevičius 592011
Intel Centrino
Taip buvo pavadinta Intel mobiliųjų kompiuterių technologija, kurią sudaro trys komponentai:
Pentium-M procesorius, Intel 855 valdymo schemų rinkinys (chipset) Intel Pro/Wireless LAN adapteris.
©S.Maciulevičius 602011
Intel Calpella
Ši Intel mobiliųjų platforma pasirodė 2009 m. pabaigoje. Joje:
kai kurie valdymo schemų rinkinio komponentai, įskaitant atminties kontrolerį, perkelti į procesorių
valdymo schemų rinkinys Ibex Peak-M palaiko procesorius Core i3/i5/i7, kurių tarpe yra ir turinčių įterptinę grafiką
palaikomas Wi-Fi (standartas IEEE 802.11 a/b/g/n) ir WiMAX/Wi-Fi
©S.Maciulevičius 612011
Naujausios Intel platformos
Artimiausia ateitis – Huron River, kurios pagrindas – 2 ir 4 branduolių Sandy Bridge procesorius (32 nm). Čia integruoti grafinis ir DDR3-1600 kontroleriai, dažnis nuo 2,8 iki 3,4 GHz, L2 kešas – po 256 KB branduoliui, Wi-Fi ir WiMAX palaikymas, Wireless Display technologija.
Chief River – naujausia kuriama Intel platforma, kurios pagrindas – būsimasis Ivy Bridge procesorius (22 nm)
©S.Maciulevičius 622011
Huron River platf. pavyzdys
Taivanio firma MSI išleido nešiojamus kompiuterius, turinčius 15,5” ir 14” ekranus
FX620DX palaiko Full HD (1920x1080 piks.) arba HD (1366x768 piks.), turi 2,3 GHz Core i5-2410M arba 2 GHz Core i7-2630QM
Čia yra grafinis adapteris GeForce GT 540M su 1 GB atminties, 720 GB HD, DVD arba Blu-Ray, internetinė kamera HD, USB 3.0, Wi-Fi ir Bluetooth
©S.Maciulevičius 632011
Intel Atom platformos
Netrukus po to, kai pasirodė Atom, jų pagrindu Intel sukūrė MID platformą Menlow. Joje naudojamas VSR Poulsbo (su Intel HD Audio, pavadintu Azalia), belaidžiu radijo ryšiu.
Sekanti Atom platforma – Moorestown, kurių pagrindas Atom Z6xx procesorius (45 nm), Langwell - Intel Platform Controller Hub MP20 ir Mixed Signal IC (MSIC), skirtas energijos suvartojimo valdymui. Ryšys - 802.11a/b/g Wi-Fi
©S.Maciulevičius 642011
Intel Atom platformos
Intel Atom CPU
Magistralės sąsaja
Displėjus Atm.kontroleris
Grafika Video dekoderis
Pietinio tilto įtaisų valdymas
SIL
VER
TH
OR
NE
45 n
mPO
ULS
BO
130
nm
Atom CPU brand
Magistralės sąsaja
Displėjus Atm.kontrolerisGrafika Video dekoderis
Pietinio tilto įtaisų valdymas
LIN
CR
OFT
45 n
mLA
NG
WE
LL65 n
m
©S.Maciulevičius 652011
AMD platforma Shrike
• Pirmoji Fusion platforma, kurioje integruojami CPU ir GPU branduoliai viename kristale
• CPU branduoliai atitinka Phenom procesoriaus branduolius
• Sąsajos: USB 2.0, HDMI, DisplayPort ir DVI• Naudojami DDR3-1333 SO-DIMM moduliai
©S.Maciulevičius 662011
AMD platforma Shrike
Į turinį
©S.Maciulevičius 672011
Kontroliniai klausimai
1. Paaiškinkite pertraukties sąvoką ir paskirtį
2. Kokius pertraukčių tipus žinote?
3. Kokie pertraukčių parametrai? Jų prasmė
4. Kam reikalingi pertraukčių lygiai?
5. Kaip apdorojamos pertrauktys?
6. Kokia pertraukčių kontrolerio paskirtis ir struktūra?
7. Kokias problemas tenka spręsti realizuojant įvesties ir išvesties sistemą
8. Kokias funkcijas vykdo periferinio įtaiso kontroleris?
©S.Maciulevičius 682011
Kontroliniai klausimai
9. Kaip adresuojami periferiniai įtaisai?
10. Apibūdinkite prievado sąvoką
11. Ką vadiname programa valdomais duomenų mainais?
12. Apibūdinkite tris programa valdomų duomenų mainų atvejus
13. Ką vadiname tiesioginiais duomenų mainais?
14. Apibūdinkite kanalo ir TKA kontrolerio funkcijas
15. Apibūdinkite kompiuterių platformos sąvoką
16. Apibūdinkite nešiojamų kompiuterių platformas
©S.Maciulevičius 692011
Uždaviniai
©S.Maciulevičius 702011
Dviejų krypčių kešo dydis - 256 KB, jo eilutės ilgis - 32 baitai.
Vietai eilutėje nurodyti reikės log232 = 5 bitų.Eilutės numeriui (indeksui) nurodyti reikės
log2(256K/(2x32)) = log24K = 12 bitų.Tegui lieka 32 – 5 – 12 = 15 bitųAtminties adreso struktūra:
tegas eilutės numeris (indeksas) vieta eilutėje
31 17 16 5 4 0
Informacijos adresavimaskeše
©S.Maciulevičius 712011
Sparčiosios transliacijos buferis
Puslapių lentelė
Loginio puslapio numeris Baito poslinkis
Fizinio puslapio numeris Baito poslinkis
Sparčiosios transliacijos
buferis
ORPuslapio atmintyje nėra
Loginis adresas iš procesoriaus
Miss
Įkrauti TLB
Hit
Puslapių mainai su disku
Fizinis adresas į atmintį
©S.Maciulevičius 722011
Keturių krypčių TLB dydis - 32 įrašai,
VA puslapio ilgis - 2 Kbaitai.
Vietai puslapyje nurodyti reikės log22KB = 11 bitų.
Tai turime įvertinti aiškindamiesi atminties adreso struktūrą, nes šie bitai nėra transliuojami (žr. ankstesnę skaidrę)
Eilutės numeriui (indeksui) nurodyti reikės log2(32/2) = log216 = 4 bitų.
Tegui lieka 32 – 11 – 4 = 17 bitų
Informacijos adresavimas TLB
©S.Maciulevičius 732011
Taigi: Vietai puslapyje nurodyti - 11 bitų Indeksui nurodyti - 4 bitų Tegui lieka 32 – 11 – 4 = 17 bitųAtminties adreso struktūra:
tegas ind vieta puslapyje31 15 14 11 10 0
Informacijos adresavimas TLB
Įrašo struktūra:
V ir kt. Tegas (17 bitų) Fizinio psl. Nr.(21 bitas)??? 38 37 21 20 0
top related