III. C¸C §ÆC TR¦NG CñA BUS

III. C¸C §ÆC TR¦NG CñA BUS

C¸c kiÕn tróc bus ®­îc ®Æc tr­ng bëi nh÷ng th«ng sè:

· ChiÒu réng cña bus: 16-bÝt, 32-bÝt....

· Tèc ®é ho¹t ®éng: TÝnh b»ng Mhz.

· D¶i th«ng (throughput): TÝnh b»ng MBps (MB per second).

· Cã kh¶ n¨ng tù x¸c ®Þnh cÊu h×nh cho c¸c thiÕt bÞ c¾m vµo Bus hay kh«ng (Auto-Configuration).

· Sè kªnh DMA thùc hiÖn ®­îc trªn Bus.

· Cã c¸c chÕ ®é lµm viÖc phøc t¹p cho phÐp n©ng cao tèc ®é truyÒn vµ cho phÐp nhiÒu thiÕt bÞ cïng sö dông bus hay kh«ng (xem phÇn tiÕp theo).

2. DMA Channel

DMA - (Direct Memory Access) lµ ph­¬ng ph¸p truyÒn th«ng tin trùc tiÕp tõ c¸c thiÕt bÞ l­u tr÷ ngoµi (nh­ ®Üa cøng, CD-ROM...) trùc tiÕp ®Õn bé nhí hÖ thèng kh«ng qua CPU. §©y lµ ph­¬ng ph¸p rÊt hiÖu qu¶ ®Ó t¨ng tèc ®é ho¹t ®éng cña hÖ thèng.

§Ó ®iÒu khiÓn DMA trong c¸c m¸y PC th­êng cã 2 bé DMA Controller.

Cã 2 lo¹i kªnh DMA:

· Kªnh DMA dµnh riªng (Dedicated DMA Channel).

· Kªnh DMA kh«ng dµnh riªng (Non-dedicated DMA Channel).

Mçi lo¹i bus ®­îc ®Æc tr­ng bëi mét sè l­îng nhÊt ®Þnh c¸c kªnh DMA thùc hiÖn viÖc truyÒn d÷ liÖu gi÷a bé nhí vµ c¸c thiÕt bÞ l­u tr÷ ngoµi:

ISA: 4 Dedicated DMA channels.

EISA: 7 Non-dedicated DMA channels.

MCA: 15 Non-dedicated DMA channels

3. Bus Parity Checking

§©y lµ kh¶ n¨ng cña bus cã thÓ kiÓm tra tÝnh ch½n lÎ cña d÷ liÖu ®­îc truyÒn trªn bus ®Ó ®¶m b¶o tÝnh vÑn toµn cña d÷ liÖu. C¸c d÷ liÖu nµy cã thÓ bÞ sai lÖch do ¶nh h­ëng cña c¸c tia alpha, beta, gama hoÆc c¸c sãng v« tuyÕn cã trong m«i tr­êng. Bé ®iÒu khiÓn bus sÏ göi kÌm theo d÷ liÖu c¸c bÝt ch½n lÎ (parity bit). ThiÕt bÞ nhËn sÏ tÝnh l¹i tÝnh ch½n lÎ cña d÷ liÖu vµ ®èi chiÕu víi bÝt ch½n lÎ nµy, nÕu ph¸t hiÖn sai th× sÏ yªu cÇu thiÕt bÞ göi göi l¹i d÷ liÖu.

HiÖn nay chØ cã MCA bus vµ PCI bus lµ cã kh¶ n¨ng kiÓm tra ch½n lÎ trªn bus.

IV. C¸C CHÕ §é HO¹T §éNG CñA BUS

§©y lµ chÕ ®é cho phÐp c¸c card cã kh¶ n¨ng bus mastering cã thÓ tù kiÓm so¸t c¸c thao t¸c ®äc/ghi cña m×nh sau khi nhËn ®­îc lÖnh cña CPU, hoÆc truy nhËp tíi bé nhí vµ c¸c thiÕt bÞ ngo¹i vi mét c¸ch ®éc lËp víi CPU, nhê ®ã gióp gi¶m t¶i ®¸ng kÓ cho CPU vµ t¨ng d¶i th«ng do cho phÐp nhiÒu card cã thÓ ho¹t ®éng ®ång thêi.

ThiÕt bÞ hiÖn ®ang chiÕm quyÒn ®iÒu khiÓn bus ®­îc gäi lµ BusMaster.

§Ó tËn dông ®­îc kh¶ n¨ng Bus Mastering cÇn ph¶i cã c¸c BusMaster Adapters. VÝ dô PC Server 300 cã thÓ hç trî tíi 4 EISA & 2 PCI busmaster adapters.

Bus Mastering thÝch hîp cho c¸c lo¹i card: card m¹ng, card SCSI cho c¸c hÖ thèng ®Üa, card fax.

C¸c kiÕn tróc bus ®Òu cã hç trî Bus Mastering, trõ ISA chØ cã hç trî ë møc rÊt h¹n chÕ.

2. Burst Mode (ChÕ ®é bïng næ)

§©y lµ chÕ ®é ë ®ã d÷ liÖu ®­îc tËp trung l¹i vµ göi ®i thµnh mét khèi víi tèc ®é cao thay v× truyÒn ®i tõng byte mét.

EISA, VESA 2.0 vµ PCI lµ nh÷ng kiÕn tróc bus cã chÕ ®é Burst Mode.

3. Streaming (ChÕ ®é truyÒn liªn tôc theo dßng)

ChÕ ®é streaming lµ chÕ ®é truyÒn d÷ liÖu liªn tôc thµnh dßng. ChÕ ®é nµy khai th¸c thùc tÕ lµ ®a sè d÷ liÖu truyÒn ®i trªn bus lµ nh÷ng khèi d÷ liÖu liªn tôc, do ®ã chØ cÇn truyÒn ®i ®Þa chØ ®Çu khèi trªn bus ®Þa chØ vµ sau ®ã lµ c¸c khèi d÷ liÖu liªn tiÕp trªn bus d÷ liÖu. ë chÕ ®é nµy tèc ®é truyÒn gÇn nh­ t¨ng gÊp ®«i v× kh«ng ph¶i tèn mét nöa sè chu kú ®Ó truyÒn ®i c¸c ®Þa chØ trªn kªnh ®Þa chØ.

4. Multiplexing (TruyÒn ®a c«ng)

§©y lµ chÕ ®é ë ®ã d÷ liÖu ®­îc truyÒn ®i ®ång thêi trªn c¶ bus d÷ liÖu vµ bus ®Þa chØ, nhê ®ã cã thÓ t¨ng gÊp ®«i th«ng l­îng so víi chÕ ®é Streaming.

C¸c kiÕn tróc MCA, VESA 2.0 vµ PCI lµ nh÷ng kiÕn tróc cã hç trî chÕ ®é truyÒn ®a c«ng.

ChÕ ®é 64-bit streaming ®­îc ¸p dông trªn c¸c m¸y RS/6000. Khi t¨ng gÊp ®«i tèc ®é ho¹t ®éng cña Bus (lªn 20 Mhz) sÏ ®¹t ®­îc ®Õn th«ng l­îng 160 MBps.

V. ISA BUS

q §Æc tr­ng:

· Bus 8 hoÆc 16-bÝt.

· Bus ®Þa chØ 24-bit => ®¸nh ®Þa chØ tíi 16 MB.

· Tèc ®é ®ång hå: 8 Mhz (8.33 Mhz).

· D¶i th«ng (throughput): trung b×nh 3.5 MBps, tèi ®a 5.3 MBps.

ViÖc truyÒn d÷ liÖu (2 byte mét lÇn) ®­îc thùc hiÖn trong 2 chu kú ®ång hå cña bus.

Th«ng l­îng tèi ®a lµ: (8.33 Mhz x 2 bytes)/2 = 8.33 MBps.

F Cã th«ng tin kh¸c vÒ d¶i th«ng cña ISA: C¬ së: 8 MBps, Tèi ®a: 20 MBps.

· ChØ hç trî rÊt h¹n chÕ chÕ ®é Bus Master.

· Cã 4 kªnh DMA dµnh riªng (dedicated).

· Ph¶i ®Æt c¸c jumper, c¸c cÇn g¹t DIP khi cµi ®Æt c¸c card.

· Kh«ng cã ®Æc tÝnh b¶o toµn d÷ liÖu (kh«ng cã Bus parity Checking).

· Non-sharable, edge sensitive interrupts.

q ¦u ®iÓm:

· RÎ, cã nhiÒu trªn thÞ tr­êng.

· NÕu chØ dïng tíi 256 mÇu ë ®é ph©n gi¶i 1024x768 th× cã thÓ dïng ISA, tÝnh n¨ng kh«ng thua kÐm nhiÒu so víi VL-Bus.

· Kh¶ n¨ng kÕt hîp víi kü thuËt Plug-and-Play => më ra 1 t­¬ng lai míi cho ISA bus (xem phÇn vÒ Plug-and-Play).

q Nh­îc ®iÓm:

· H¹n chÕ bé nhí tèi ®a cña toµn hÖ m¸y ISA chØ tíi 12 MB (nÕu qu¸ th× m¸y cã thÓ kh«ng ch¹y hoÆc ch¹y kh«ng b×nh th­êng).

· D¶i th«ng qu¸ hÑp, trë thµnh "bottleneck" cña toµn hÖ thèng khi ¸p dông c¸c bé VXL m¹nh, c¸c hÖ ®iÒu hµnh ®a nhiÖm, c¸c øng dông ®å häa, multimedia...

VI. MCA BUS

- Cho phÐp th«ng l­îng cao: Nhê cã c¸c chÕ ®é ho¹t ®éng phøc t¹p (Streaming & Multiplexing trong MCA).

- Cho phÐp nhiÒu thiÕt bÞ cïng ®ång thêi sö dông Bus (Multiple Bus Mastering).

Tuy nhiªn, do gi¸ thµnh cao nªn c¸c kiÕn tróc MCA vµ EISA th­êng chØ ®­îc ¸p dông trªn c¸c fileserver.

q §Æc tr­ng:

· Lµ bus riªng cña IBM trªn c¬ së hä m¸y PS/2, ®­a ra n¨m 1988 (4/1987).

· §­êng truyÒn d÷ liÖu 16/32/64-bÝt.

· Bus ®Þa chØ 32-bit => ®¸nh ®Þa chØ tíi 4 GB.

· Tèc ®é ®ång hå: 10 Mhz.

· D¶i th«ng (throughput): 20/40/80/160 MBps.

· Cã kh¶ n¨ng tù x¸c ®Þnh cÊu h×nh (auto-configuration).

· CÇn dïng tíi Ýt sè interrupt h¬n vµ cã thÓ dïng chung c¸c ng¾t:

11 sharable interrupts (IRQ), level sensitive.

· Cã tíi 15 Non-dedicated DMA channels.

· Cã hç trî chÕ ®é Busmaster. Cho phÐp cã tíi 16 bus mastering.

· Cã tèc ®é truyÒn d÷ liÖu nhanh nhê cã c¸c kü thuËt Streaming & Multiplexing:

· Tèc ®é cao.

· MÒm dÎo h¬n:

ú Kh«ng phô thuéc vµo bé vi xö lý. KiÕn tróc MCA kh«ng chØ ®­îc ¸p dông cho c¸c m¸y PC dïng chÝp Intel mµ cßn cho c¶ c¸c m¸y RS/6000 dïng c¸c chÝp POWER, PowerPC. MCA cã thÓ ¸p dông cho c¸c m¸y ®¬n bé vi xö lý (Uniprocessor) còng nh­ ®a bé vi xö lý (Multiprocessor) vµ m¶ng song song c¸c bé vi xö lý (Parallel Processors) nh­ trªn c¸c hÖ RS/6000 SP2.

ú §éc lËp víi c«ng nghÖ.

ú Cã chÕ ®é nhÞp ®ång hå mÒm dÎo (Flexible timing).

ú Cã kh¶ n¨ng truyÒn c¶ theo chÕ ®é dÞ bé hoÆc ®ång bé (Asynchronous & synchronous transfers).

ú Cã kh¶ n¨ng tù ®éng x¸c ®Þnh cÊu h×nh (Auto-configuration).

· §¶m b¶o tÝnh toµn vÑn d÷ liÖu nhê:

ú Level-sensitive interrupts.

ú §Æc biÖt, MCA lµ kiÕn tróc bus duy nhÊt cã kh¶ n¨ng b¶o toµn d÷ liÖu th«ng qua kh¶ n¨ng kiÓm tra lçi ch½n lÎ trªn bus (Bus Parity Checking) cho c¶ bus ®Þa chØ, bus d÷ liÖu lÉn bus ®iÒu khiÓn (Address parity, data parity).

· Cã kh¶ n¨ng tù ®éng x¸c ®Þnh cÊu h×nh (Autoconfiguraion) b»ng phÇn mÒm.

F ¦u ®iÓm c¬ b¶n cña MCA so víi EISA lµ:

ú §¶m b¶o tÝnh toµn vÑn d÷ liÖu nhê cã Bus Parity Checking.

ú Th«ng l­îng tíi 160 MBps nhê cã chÕ ®é Data Streaming.

q Nh­îc ®iÓm:

· ChØ ¸p dông cho c¸c m¸y cña IBM, kh«ng t­¬ng thÝch víi ISA.

· Gi¸ thµnh cao. Khan hiÕm c¸c thiÕt bÞ MCA.

· Theo InfoCorp. c¸c hÖ thèng MCA chiÕm 11% doanh sè PC trong n¨m 1993.