1 v1.0014103207 1 KIẾN TRÚC MÁY TÍNH Giảng viên: ThS. Phan Thanh Toàn
Welcome message from author
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
1v1.0014103207
1
KIẾN TRÚC MÁY TÍNH
Giảng viên: ThS. Phan Thanh Toàn
2v1.0014103207
2
BÀI 4CẤU TRÚC BUS
TRONG MÁY VI TÍNH
Giảng viên: ThS. Phan Thanh Toàn
3v1.0014103207
3
MỤC TIÊU BÀI HỌC
• Liệt kê được các loại bus trong hệ thống.
• Mô tả được các bus cơ bản như ISA, PCI,…
• Phân biệt các loại bus trong hệ thống máy tính.
4v1.0014103207
4
Để hiểu rõ bài này, yêu cầu học viên cần có các kiến
thức cơ bản liên quan đến các môn học sau:
• Kỹ thuật số;
• Kỹ thuật điện tử.
CÁC KIẾN THỨC CẦN CÓ
5v1.0014103207
5
• Đọc tài liệu và tóm tắt những nội dung chính của từng bài.
• Luôn liên hệ và lấy ví dụ thực tế khi học đến từng vấn đề và khái niệm.
• Sử dụng các ngôn ngữ lập trình cơ bản như Pascal, C,...
• Làm bài tập và luyện thi trắc nghiệm theo yêu cầu từng bài.
HƯỚNG DẪN HỌC
6v1.0014103207
6
4.1. Băng thông và các loại bus trong máy tính
CẤU TRÚC NỘI DUNG
4.2. Các loại máy vi tính và các cấu trúc bustương ứng
7v1.0014103207
7
4.1. BĂNG THÔNG VÀ CÁC LOẠI BUS TRONG MÁY TÍNH
8v1.0014103207
4.1. BĂNG THÔNG VÀ CÁC LOẠI BUS TRONG MÁY TÍNH
• Bus là thành phần kết nối các thành phần trong hệ thống máy tính.
• Chu kỳ bus là quá trình xảy ra trên bus để truyền tải dữ liệu.
• Lượng dữ liệu tối đa được chuyển qua bus trong một khoảng thời gian gọi là tốc độtruyền tải tối đa (băng thông – bandwidth).
• Băng thông là yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ của máy tính.
Bd: Băng thông (MB/s);
V: Tốc độ bus (MHz);
N: Số byte trong 1 lần truyền;
M: Số chu kỳ đồng hồ cho mỗi lần truyền.
mnVBd
9v1.0014103207
9
• Một hệ thống máy tính thường có nhiều loại bus.
• Bus của bộ vi xử lí (Back Side Bus – BSB):
Là các đường truyền giữa bộ VXL và các mạch đệm trung gian;
Tốc độ nhanh nhất trong các loại bus;
Chia làm 3 thành phần: bus dữ liệu, bus địa chỉ, bus điều khiển.
• Bus hệ thống (Front Side Bus – FSB):
Là đường truyền giữa bộ VXL và bộ nhớ RAM;
Tốc độ chậm hơn BSB;
Độ rộng luôn bằng độ rộng bus dữ liệu của bộ VXL.
• Ví dụ:
Bộ VXL Pentium II có FSB: 66/100MHz, băng thông: 533/800MB/s.
Pentium II có FSB: 100/130MHz, băng thông: 800/1066MB/s.
Pentium IV có FSB: 100/133/200/266MHz, băng thông: 3200/4200/6400/8533MB/s.
4.1. BĂNG THÔNG VÀ CÁC LOẠI BUS TRONG MÁY TÍNH (tiếp theo)
• Bus vào/ra (bus mở rộng): Phối ghép với các thiết bị ngoại vi.
10v1.0014103207
10
4.2.1. Máy PC/XT vàbus PC
4.2.2. Máy PC/AT vàbus ISA 4.2.3. Bus MCA
4.2.4. Bus EISA 4.2.5. Bus cục bộ 4.2.6. Bus PCI
4.2.7. Bus nối tiếpđa năng
4.2.8. Bus IEEE 1394
4.2. CÁC LOẠI MÁY VI TÍNH VÀ CẤU TRÚC BUS TƯƠNG ỨNG
11v1.0014103207
11
• Bus PC ra đời phục vụ kiến trúc intel 8086.
• Tần số xung nhịp trên bus: 8.33 MHz.
• Độ rộng bus: 8bit.
• Băng thông tối đa: 8.33 MB/s.
• Bus địa chỉ: 20 dây.Central
Processing Unit (CPU)
Registers
Control Unit (CU)
Anthmetic & Logic Unit (ALU)
Memcry
Input Output
Unit (I/O Unit)
Data Bus
Address Bus
Control Bus
Data Bus
Address Bus
Control Bus
Co-Processor (e.g Floating
point unit)
Processor Bus
4.2.1. MÁY PC/XT VÀ BUS PC
12v1.0014103207
12
• ISA: Industry StandardArchitecture.
• Bus ISA ra đời phục vụ kiếntrúc Intel 80286.
• Tốc độ bus: 6MHz.
• Tốc độ bus mở rộng = tốc độbus trên bộ VXL.
• Được điều khiển bởi các chípđiều khiển Bus.
• Bus dữ liệu có độ rộng: 2 byte.
• Bus địa chỉ: 24 dây.
• Băng thông: 16.66MB/s.
4.2.2. MÁY PC/AT VÀ BUS ISA
13v1.0014103207
13
• MCA: Micro Interface Architecture.
• Được phát triển bởi hãng IBM.
• Bộ điều khiển bus hoạt động độc lập với bộ VXL.
• Hỗ trợ tự động cấu hình thiết bị (Plug And Play).
• Độ rộng dữ liệu: 16/32 bit.
• Bus không đồng bộ.
• Băng thông: 160MB/s.
4.2.3. BUS MCA
14v1.0014103207
14
• Phiên bản cải tiến của bus ISA.
• Hỗ trợ thiết bị ngoại vi 32 bit.
• Tốc độ cao hơn bus ISA.
• Hỗ trợ khe cắm EISA (Extented ISA).
• Tương thích với chuẩn ISA.
4.2.4. BUS EISA
15v1.0014103207
4.2.4. BUS EISA
• Tần số xung nhịp: 8.33MHz.
• Độ rộng bus: 32.
• Băng thông: 33.32MB/s.
• Quản lí không gian bộ nhớ: 4GB.
• Kích thước tiêu chuẩn EISA: cao 127mm (5 inch), dài 333.5 mm (13.13 inch),rộng: 12.7 mm (0.5 inch).
16v1.0014103207
16
• Khắc phục hiện tượngnghẽn cổ chai của các bus:PC, ISA, EISA,…
• Đáp ứng các bộ VXL tốcđộ cao.
• Hỗ trợ các thiết bị 32, 64 bit.
• Tần số xung nhịp: 50MHz.
• Băng thông: 107MB/s.
4.2.5. BUS CỤC BỘ VL
17v1.0014103207
17
• Chuẩn kết nối thành phần ngoại vi (Peripheral Component Interconnect).
• Ra đời 1993.
• Khe cắm PCI không tương thích với chuẩn ISA và EISA.
• Tần số xung nhịp: 33MHz hoặc 66MHz.
• Độ rộng bus: 32/64 bit.
• Băng thông: 132 MB/s, hoặc 264 MB/s.
Copro-cessor CPU Cache Main
Memory
PCIBridge
Processor/Main Memory System
SCSI hostadapter
Interface toExpansion Bus
LANadapter I/O Graphics
adapter
Audio MotionVideo
Bus Slot
PCI Bus
Expansin Bus (ISA/EISA)
Bus Slot Bus Slot Bus Slot
4.2.6. BUS PCI
18v1.0014103207
4.2.6. BUS PCI
• Nâng cấp PCI thành PCI-X cho phép nâng tốc độ trao đổi dữ liệu gấp đôi so với PCI.
• Ra đời 1999.
• Tần số xung nhịp: 133MHz.
• Băng thông: 1GB/s.
19v1.0014103207
19
• Bus USB (Univeral Serial Bus).
• Cho phép kết nối với nhiều loại thiết bị: Bàn phím, con chuột, màn hình, ổ đĩa,…
• Cho phép kết nối 127 thiết bị theo kiểu móc xích.
• Chuẩn USB 1.0 và 1.1 có băng thông: 12Mbps.
• Chuẩn USB 2.0 băng thông: 480Mbps.
• Chuẩn USB tự nhận diện thiết bị.
• Gắn thêm thiết bị không cần khởi động lại máy.
4.2.7. BUS NỐI TIẾP ĐA NĂNG
20v1.0014103207
4.2.7. BUS NỐI TIẾP ĐA NĂNG
• USB tuân theo chuẩn truyền thông nối tiếp đồng bộ (Synchronuos serial).
• Thông tin trên USB gồm 3 gói:
Gói thẻ (token packet);
Gói dữ liệu (data packet);
Gói thông tin móc nối (handshack packet).
21v1.0014103207
21
• Bắt đầu truyền tin, máy chủ sẽ gửi đi 1 gói thẻ (token packet). Mỗi gói thẻ cócấu trúc như sau:
8 bit nhận dạng PID;
7 bit địa chỉ;
4 bit số hiệu điểm cuối và hướng truyền;
5 bit kiểm tra lỗi CRC.
5478Bits
CRC5ENDPADDRPIDField
4.2.7. BUS NỐI TIẾP ĐA NĂNG (tiếp theo)
(lsb) (msb)
22v1.0014103207
4.2.7. BUS NỐI TIẾP ĐA NĂNG (tiếp theo)
(msb)
• Thiết bị ngoại vi trả lời bằng gói có định dạng như sau:
8 bit nhận dạng PID;
Các byte dữ liệu (1024 byte);
16 bit kiểm tra lỗi CRC.
160-81928Bits
CRC16DATAPIDField
(lsb) (msb)
23v1.0014103207
4.2.7. BUS NỐI TIẾP ĐA NĂNG (tiếp theo)
• Khi nhận được dữ liệu phía chủ sẽ trả lời bằng tín hiệu móc nối
ACK: Chấp nhận;
NACK: Không chấp nhận;
STALL: Tắc nghẽn.
Host Device
IN Token
Data
Handshake
OUT Token
Data
Handshake
IN
OUT
Handshake Packet
Token Packet
Data Packet
CRC5EndpointAddressPID
CRC16DataPID
PID
24v1.0014103207
• Bus hỗ trợ truyền thông đa phương tiện.
• Ra đời 1995.
• Băng thông: 100Mbps, 200Mbps, 400 Mbps.
• Tối đa 63 thiết bị được kết nối theo kiểu móc xích.
• Hỗ trợ 2 phương thức truyền: không đồng bộ và đồng bộ.
4.2.8. BUS IEEE 1394
25v1.0014103207
25
Trong bài này chúng ta đã tìm hiểu các nội dung sau:
• Tác dụng của bus và các loại bus khác nhau trong hệ thốngmáy tính.
• Các thông số cơ bản của bus như độ rộng, tốc độ,băng thông,…
• Quá trình phát triển của các chuẩn bus qua các đời PC khácnhau như: Chuẩn PC, chuẩn ISA, EISA, PCI,…
TÓM LƯỢC CUỐI BÀI
Related Documents
