Principy řízení a připojování periferních zařízení

Průběh provádění periferní operace:

1) řadič zjistí stav periferního zařízení

2) pokud je periferní zařízení v pořádku, zahájí periferní operaci (vložením parametrů periferní operace do registrů periferního zařízení)

3) po skončení periferní zařízení uvědomí řadič, a řadič následně procesor o ukončení periferní operace – přerušení, programová obsluha

4) řadič musí zjístit, jak periferní operace dopadla – zjistí se stav periferního zařízení, pokud je hlášená nějaká chyba, operace se považuje za neplatnou a musí se opakovat

5) proběhnout dvě fáze zjišťování stavu – stavová slabika (zajímá především bit any error), následně přenos slabik závad (jeden bit ve slabice závad = jeden typ poruchy)

Třemi hlavními způsoby jak obsluhovat periferní zařízení jsou:

1) Přerušení – zařízení potřebující obsluhu vygeneruje žádost o přerušení

2) Programová obsluha – dotazovaní se v cyklu, zda zařízení nepotřebuje obsluhu

3) Přenos DMA – přenos zajistí DMA bez použítí procesoru

Přerušení

Mechanismus, kterým mohou zařízení asynchronně oznámit procesoru nějakou událost:

Zařízení kontaktuje řadič přerušení, který podle priority vybere nejdůležitější přerušení. Vyhledá si v tabulce adresu, kam má procesor v programu skočit pro obsluhu tohoto přerušení. Procesor obdrží informaci o přerušení spolu s touto adresou a postará se o obsluhu. Potom skočí zpátky.

Podle způsobu komunikace se přerušení dělí na:

• Přerušení spouštěná hranou – každý řadič má na konektoru systémové sběrnice vyhrazenou pozici pro generování žádosti o přerušení
• Přerušení spouštěná úrovní – více žádostí sdruženo v jednom signálu, rozlišují se na základě úrovně signálu

Opakem přerušení je polling.

Programová obsluha

Také technika pro řízení preriferních operací. Procesor musí neustále testovat bit konec operace, aby zjistil, zda operace proběhla úspěšně.

Přímý přístup do paměti (DMA)

Data se přenášejí z datového registru řadiče periferního zařízení do operační paměti přes sběrnici. Používá se pro přenos mezi diskovou a operační pamětí. Data se nepřenáší přes řadič DMA, ale řadič DMA pouze řídí přenos dat.

Systémová sběrnice

Prostředek pro propojení více zařízení. Zajišťuje komunikaci mezi procesorem a řadiči periferních zařízení. Má tři komunikační kanály – adresa, data a řízení.

Rychlost sběrnice ovlivňuje šířka sběrnice, kmitočet, použitá technologie (paralelní / sériová) a šířka pásma (šířka sběrnice × rychlost sběrnice).

Synchronní sběrnice

Operace jsou realizovány od jedné z hran synchronizačního pulsu. Při výskytu hrany se vyhodnocuje, zda se daná operace může provést.

Stav na sběrnici vyhodnocují všechna zařízení

Asynchronní sběrnice

Synchronizační signály nejsou součástí dějů na sběrnici. Generování signálu se váže na výskyt předcházející události

Centralizované přidělování sběrnice

Arbitr přijímá požadavky od všech adeptů (řadičů periferních zařízení) a na základě priorit centrálně rozhoduje, které zařízení bude mít přidělenou sběrnici

Decentralizované přidělování sběrnice

Arbitr neexistuje, rozhodnutí o přidělení sběrnice provádí zařízení mezi sebou.

Používá se pouze u SCSI.