Эффективность шин может быть улучшена, если они функционируют в пакетном (или блочном) режиме, когда один адресный цикл сопровождается множественными циклами данных (чтения или записи, но не чередующимися). Это означает, что пакет данных передается без указания текущего адреса внутри пакета. При записи в память последовательные элементы блока данных заносятся в последовательные ячейки. Так как в пакетном режиме передается адрес только первой ячейки, все последующие адреса генерируются уже в самой памяти путем последовательного увеличения начального адреса. Скорость передачи собственно данных в пакетном режиме увеличивается естественным образом за счет уменьшения числа передаваемых адресов. Внутри пакета очередные данные могут передаваться в каждом такте шины, длина пакета может достигать 1024 байт. В асинхронных системах пакетный режим позволяет достичь дополнительного эффекта. В этих системах время пересылки слова включает в себя время прохождения слова от отправителя к приемнику и время, затрачиваемое на процедуру подтверждения. Необходимо также учесть внутренние задержки в ведущем и ведомом устройствах и, наконец, дополнительные издержки на восстановление исходного состояния шины после процедуры квитирования. В ходе пакетной передачи можно избавиться от этих задержек и работать с максимальной пропускной способностью, которую допускают ширина полосы пропускания линий и перекос сигналов, за счет разрешения отправителю начинать следующий цикл данных без ожидания подтверждения. Реализация описанного режима сопряжена с некоторыми ограничениями. В частности, становится невозможным восстановление ошибок в каждом цикле. Кроме того, скорость должна быть тщательно согласована с особенностями каждой передачи.
Эффективным способом повышения скорости передачи данных по шине является конвейеризация транзакций. При этом очередной элемент данных может быть отправлен устройством «А» до того, как устройство «В» завершит считывание предыдущего элемента. Это решение аналогично выше рассмотренному пакетному режиму, однако сам прием применяется к обычным транзакциям.
Для увеличения эффективной полосы пропускания шины во многих современных шинах используется протокол с расщеплением транзакций, известный также как протокол соединения/разъединения или протокол с коммутацией пакетов. Этот протокол обычно обеспечивает преимущество на транзакциях чтения.
В классическом варианте любая транзакция на шине неразрывна, то есть новая транзакция может начаться только после завершения предыдущей, причем в течение всего периода транзакции шина остается занятой. Протокол с расщеплением транзакций допускает совмещение во времени сразу нескольких транзакций. В шине с расщеплением транзакций линии адреса и данных обязаны быть независимыми. Каждая транзакция чтения разделяется на две части: адресную транзакцию и транзакцию данных. Считывание данных из памяти начинается с адресной транзакции: выставления ведущим устройством на адресную шину адреса ячейки. С приходом адреса память приступает к относительно длительному процессу поиска и извлечения затребованных данных. По завершении чтения память становится ведущим устройством, запрашивает доступ к шине и направляет считанные данные по шине данных. Фактически от момента поступления запроса до момента формирования отклика шина остается незанятой и может быть востребована для выполнения других транзакций. В этом и состоит главная идея протокола расщепления транзакций. Таким образом, на шине с расщеплением транзакции имеют место поток запросов и поток откликов. Часто в системах с расщеплением транзакций контроллер памяти проектируется так, чтобы обеспечить буферизацию множественных запросов. Шина с расщеплением транзакций может обеспечивать вариант работы, при котором ответы на запросы поступают в произвольной последовательности. Чтобы не спутать, какому из запросов соответствует информация на шине данных, ее необходимо снабдить определенным признаком (так называемым «тегом»).
Хотя протокол с расщеплением транзакций и позволяет более эффективно использовать полосу пропускания шины по сравнению с протоколами, удерживающими шину в течение всей транзакции, он обычно вносит дополнительную задержку из-за необходимости получать два подтверждения – при запросе и при отклике. Кроме того, реализация протокола связана с дополнительными затратами, так как требует, чтобы транзакции были «тегированы» и отслеживались каждым устройством. Для любой шины с расщеплением транзакций существует предельное значение числа одновременно обслуживаемых запросов.
Читайте также: Лучшие датчики давления в шинах с алиэкспресс
Среди приемов, способствующих расширению полосы пропускания шины, основными считаются следующие: отказ от мультиплексирования шин адреса и данных, увеличение ширины шины данных, повышение тактовой частоты шины, использование пакетных транзакций.
Замена мультиплексируемой шины адреса/данных и переход к выделенным шинам адреса и данных делают возможной одновременную пересылку как адреса, так и данных, то есть позволяют реализовать более эффективные варианты транзакций. Такое решение, однако, является более дорогостоящим из-за необходимости иметь большее число сигнальных линий.
Полоса пропускания шины по своему определению непосредственно зависит от количества параллельно пересылаемой информации и практически прямо пропорциональна ширине шины данных. Несмотря на то, что данный способ требует увеличения числа сигнальных линий, многие разработчики ВМ используют в своих машинах достаточно широкие шины данных.
Повышение тактовой частоты – еще один очевидный способ увеличения полосы пропускания, который широко используется на практике.
Об эффективном влиянии на полосу пропускания шины пакетных (блочных) транзакций уже было сказано выше. Данный способ требует некоторого усложнения аппаратуры, но одновременно позволяет сократить время обслуживания запроса.
Для сокращения времени транзакций обычно применяются следующие приемы: арбитраж с перекрытием, арбитраж с удержанием шины, расщепление транзакций.
Сущность расщепления транзакций была рассмотрена выше.
Арбитраж с перекрытием заключается в том, что одновременно с выполнением текущей транзакции производится арбитраж следующей транзакции.
При арбитраже с удержанием шины ведущее устройство может удерживать шину и выполнять множество транзакций, пока отсутствуют запросы от других потенциальных ведущих.
В современных шинах обычно сочетаются все вышеперечисленные способы ускорения транзакций.
Видео:Что означает режим "Зимние шины" в Volkswagen и когда стоит его включать?Скачать
Пакетный режим шины это
7.5. 1.1.2. Пакетный режим передачи данных
На смену конвейерной адресации предыдущих процессоров, начиная с процессора 486, введен режим пакетной передачи ( Burst Mode ). Этот режим предназначен для быстрых операций со строками кэша. Строка кэша процессора 486 имеет длину 16 байт, следовательно, для ее пересылки требуется четыре 32-разрядных шинных цикла. Поскольку использование кэша предполагает, что строка должна в нем присутствовать целиком, ввели пакетный цикл ( Burst Cycle ), оптимизированный для операций обмена внутреннего кэша с оперативной памятью. В этом цикле адрес и сигналы идентификации типа шинного цикла выдаются только в первом такте пакета. В каждом из последующих тактов могут передаваться данные, адрес для которых уже не передается по шине, а вычисляется из первого по правилам, известным и процессору, и внешнему устройству. В пакетный цикл процессор может преобразовать любой внутренний запрос на множественную передачу, но при чтении его размер ограничен одной строкой кэша, а при записи в стандартном режиме шины в пакет могут собираться не более 32 бит. Более поздние модели процессоров при работе с WB -кэшем при записи строк в память собирают в пакет четыре 32-битных цикла, но это уже работа в расширенном режиме шины процессора.
Рис. 1. Пакетный цикл чтения
Пакетный цикл (Рис. 1) начинается процессором так же, как и обычный: на внешней шине устанавливается адрес, сигналы идентификации типа цикла и формируется строб ADS #. В следующем такте передается первая порция данных, и, если она не единственная, сигнал BLAST # имеет пассивное значение. Если адресованное устройство поддерживает пакетный режим, оно должно ответить сигналом BRDY # вместо сигнала RDY # по готовности данных в первой же передаче данных цикла. В этом случае процессор продолжит цикл как пакетный, не вводя такта адресации-идентификации (с сигналом ADS #), а сразу перейдет к передаче следующей порции данных. Нормально о завершении пакетного цикла процессор сообщает устройству сигналом BLAST #, который выдается в такте последней передачи пакета. Если у процессора есть намерения собрать пакет, а устройство отвечает сигналом RDY #, данные будут передаваться обычными циклами. Введением сигнала RDY # вместо BRDY # внешнее устройство может в любой момент прервать пакетную передачу, и процессор ее продолжит обычными циклами. В идеальном варианте (без тактов ожидания) для передачи 16 байт в пакетном режиме требуется всего 5 тактов шины вместо восьми, которые потребовались бы при обычном режиме обмена.
Читайте также: Формула 1 шины 2020
Пакетный режим предполагает соблюдение одних и тех же правил формирования последующих адресов как процессором, так и внешним устройством (памятью). Во время пакетного цикла процессора 486 старшие биты адреса А[31:4] остаются неизменными (как и сигналы идентификации M / IO #, D / C # и
W / R #). Изменяться могут только биты А[3:2] и сигналы ВЕ[3:0] (у процессоров с 64-битной шиной данных неизменны А[31:5], меняются только А[4:3] и ВЕ[7:0]). Таким образом, один пакетный цикл не может пересекать границу строки кэша. Кроме того, имеется специфический порядок следования адресов в пакетном цикле,- который определяется начальным адресом пакета (задается процессором) и разрядностью передач (задается устройством сигналами BS 16# и BS 8#). В табл. 1 приведен порядок следования адресов для 32-разрядных передач. Если во время пакетного цикла процессор обнаружит активность сигналов BS 16# или BS 8#, до того как перейти к следующему адресу (согласно таблице), будут завершены текущие 32-битные циклы. Так, например, при начальном адресе 4 и введении сигнала BS 16# порядок адресов в пакетном цикле будет 4-6-0-2-С-Е-8-А. Поскольку пакетный режим поддерживается обычно только оперативной памятью (вместе со вторичным кэшем), разрядность которой стараются не усекать, на практике преобразование последовательности адресов в 8- или 16-битные передачи вряд ли где используется.
Таблица 1. Последовательность адресов в пакетном цикле 486
Приведенный порядок чередования ( interleaving ) адресов в пакетном цикле характерен для всех процессоров Intel и совместимых с ними, начиная с 486. Он оптимизирован для двухбанковой организации памяти, подразумевающей чередование банков, используемых в соседних передачах пакетного цикла. В процессорах с 64-битной шиной данных идея чередования та же, но значение адресов просто удваивается. С точки зрения памяти у каждой микросхемы во время пакетного цикла могут изменяться только два младших бита адреса (независимо от разрядности шины данных процессора). Данный порядок чередования поддерживает любая память с пакетным режимом: динамическая BEDO DRAM , SDRAM и статическая Sync Burst SRAM , PB SRAM . Процессоры других семейств (например, применяемые в ПК Macintosh , Power PC ) используют линейный ( linear ) порядок адресов в пакете. Микросхемы пакетной памяти обычно имеют входной сигнал, задающий порядок адресов для конкретного применения.
Процессор 486 может использовать пакетный цикл для любых передач, если требуемые данные вписываются в принятую структуру пакета. При считывании максимальная длина пакета не может превышать 4×32=128 бит, а при записи в стандартном режиме шины — только 32 бита. Таким образом, при записи в стандартном режиме действительно пакетным может быть только цикл, состоящий из неполноразрядных передач. Если очередная требуемая порция данных не вписывается в правила формирования пакета, она будет передана обычными (не пакетными) шинными циклами.
Во время пакетного цикла, как обычного, темп обмена (количество тактов ожидания) задается устройством введением сигнала BRDY # по готовности данных (в обычных циклах для этой цели используется сигнал RDY #). Временная диаграмма пакетных циклов обращения к памяти (главным образом, чтения) является основной характеристикой производительности памяти компьютера. Ее описывают в количестве тактов системной шины, требуемых для каждой передачи пакета. При этом, естественно, оговаривают и саму частоту. Так, например, для динамической памяти BEDO -50 не достижимый идеал — цикл 5-1-1-1 на частоте 66 МГц.
Читайте также: Размер шин 165 70r13
Видео:Индекс скорости и Индекс нагрузки - что это такое?Скачать
Дисциплины распределения ресурсов и основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ
Основные режимы работы мультипрограммной ЭВМ
Мультипрограммная ЭВМ может работать в различных режимах, использование того или иного из них определяется областью ее применения. Среди основных режимов работы мультипрограммной ЭВМ выделим следующие:
Пакетный режим
Суть пакетного режима заключается в том, что ЭВМ обрабатывает предварительно сформированный пакет задач без вмешательства пользователя в процесс обработки.
Пакетный режим используется, как правило, на высокопроизводительных ЭВМ. Основное требование к организации вычислительного процесса на компьютере, работающем в пакетном режиме , — это минимизация времени решения всего пакета задач за счет эффективной загрузки оборудования ЭВМ.
При пакетном режиме основным показателем эффективности служит пропускная способность ЭВМ — число задач, выполненных в единицу времени.
Количественная оценка выигрыша при мультипрограммной работе по сравнению с однопрограммным использованием ЭВМ представляется в виде коэффициента увеличения пропускной способности:
где ТОПР и ТМПР — время выполнения пакета задач при однопрограммном и мультипрограммном режиме работы соответственно.
В рассмотренном в лекции 12 примере работы мультипрограммной ЭВМ kПС = 36/24 = 1,5 при Км = 2 и при Км = 3.
Увеличение пропускной способности ЭВМ достигается надлежащим планированием поступления задач пакета на обработку в составе мультипрограммной смеси задач, а также оптимальным назначением приоритетов задачам в этих смесях, основывающемся на представлениях разработчиков о важности учета тех или иных аспектов функционирования ЭВМ и свойств каждой задачи входного пакета.
Основные этапы обработки пакета задач:
- Подготовка программ к счету. При этом каждая программа пакета может быть разработана отдельным программистом.
- Передача программ и исходных данных на ЭВМ, которая будет обрабатывать их в пакетном режиме .
- Формирование пакета задач из переданных программ по одному из эвристических алгоритмов.
- Обработка пакета задач на мультипрограммной ЭВМ.
Особенности пакетного режима работы:
- Пользователь отстранен от непосредственного доступа к ЭВМ.
- Результаты работы пользователь получает через определенное (иногда достаточно большое) время одновременно для всех задач пакета.
- Увеличивается время отладки программ.
- Существенно возрастает пропускная способность ЭВМ по сравнению с последовательным решением задач пакета.
Таким образом, пакетный режим наиболее эффективен при обработке больших отлаженных программ.
Режим разделения времени
Назначение — обслуживание конечного числа пользователей с приемлемым для каждого пользователя временем ответа на их запросы (рис. 13.6).
- Многотерминальная многопользовательская система.
- Любой пользователь со своего терминала может обратиться к любым ресурсам ЭВМ.
- У пользователя создается впечатление, что он один работает на ЭВМ.
Время работы машины разделяется на кванты tk .
Каждый квант выделяется для соответствующего терминала. Терминалы могут быть активными и пассивными: активный реально включен в обслуживание (за ним работает пользователь), пассивный — нет (квант не выделяется). После обслуживания всех терминалов последовательность квантов повторяется.
Единого способа выбора времени кванта не существует. Иногда оно выбирается по количеству команд, которое должна выполнить ЭВМ за это время.
В основе реализации режима разделения времени лежит одноочередная дисциплина обслуживания пользователей.
Режим реального времени
Этот режим работы мультипрограммных ЭВМ используется, как правило, в системах автоматического управления объектом (рис. 13.7).
Назначение — обеспечить выполнение задания за время, не превышающее максимально допустимого для данного задания. Большую роль играют дисциплины распределения ресурсов , особенно назначение приоритетов задачам.
Режим реального времени имеет много общего с системой разделения времени :
Особое внимание при построении систем реального времени уделяется вопросам обеспечения надежности функционирования системы.
- Свежие записи
- Нужно ли менять пружины при замене амортизаторов
- Скрипят амортизаторы на машине что делать
- Из чего состоит стойка амортизатора передняя
- Чем стянуть пружину амортизатора без стяжек
- Для чего нужны амортизаторы в автомобиле
🔍 Видео
Что означает маркировка на шинах! Значение цифр и букв на резине.Скачать
CAN-Hacker Как искать пакеты в CAN шине на примере Toyota Prius-C AquaСкачать
Как работает LIN шина автомобиля. K-Line L-Line шины данных. Лин шина автомобиля. Lin-bus networkСкачать
НИЗКОПРОФИЛЬНЫЕ ШИНЫ ЭТО ДОЛЖЕН ЗНАТЬ КАЖДЫЙ АВТОМОБИЛИСТСкачать
ПАКЕТ МОБИЛЬНОСТИ 20/08/2020!Дополнения в режимах труда и отдыха водителей!#автошкола_дальнобоя#тахоСкачать
Что означает МАРКИРОВКА НА ШИНАХ / Значение всех цифр и букв на резинеСкачать
CAN ШИНА || КАК ПОДКЛЮЧИТСЯ К АВТО? || КАК ОТПРАВЛЯТЬ ПАКЕТЫ? || ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ? || RM3Скачать
поиск нерабочей can шины, часть дваСкачать
3PMSF ≠ M+S. Всё, что нужно знать о «снежинке внутри горы»Скачать
Экспресс диагностика CAN шины на автомобиле. №21Скачать
Как понять, когда протектор износился и шины пора менятьСкачать
Паяльник FNIRSI HS-02B новый уровень в пайкеСкачать
Включать ли нейтраль (-N-) на светофоре? или в пробке? Хорошо/Плохо? Расскажу.Скачать
Как переключать комплекты колес Зима, Лето. Касается всех у кого есть датчики (Тойота.Лексус)Скачать
Урок №18. Цифровые интерфейсы современного автомобиля: шины данных CAN и LINСкачать
❄️ АКТИВАЦИЯ ЗИМНЕГО РЕЖИМА НА VAG (Volkswagen) Jetta, Golf, Polo, Caddy, Passat, Tiguan, TouaregСкачать
Оптимизация шины и дисбалансаСкачать
CHERY TIGGO 4 - "зимний пакет". Как это работает.Скачать
