Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат

МИНИСТЕРСТВО СВЯЗИ Русской ФЕДЕРАЦИИ

Столичный ТЕХНИЧЕСКИЙ Институт СВЯЗИ

И ИНФОРМАТИКИ

Кафедра ВТ и УС

К У Р С О В А Я Р А Б О Т А

по теме

Функциональный контроллер ВЗУ

Выполнение:

Студент гр. А19301

Рыбалко С.О.

Проверка:

д.т.н. Кириллова Л.В.

Москва

1996 г.


Задание на курсовое проектирование...

по Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат дисциплине “Теория и проектирование ЭВМ”:

Создать структурную схему функционального контроллера ВЗУ. На базе избранного варианта реализации аппаратуры контроллера создать функционально-логическую схему 1-го из модулей структурной схемы.

Для выполнения задания следует:

1. Изучить принципы функционирования накопителей на ГМД и накопителей типа “Винчестер”.

2. Изучить способы контроля передачи инфы при обмене ЭВМ с ВЗУ Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат.

3. Сконструировать требования, предъявляемые к функциональному контроллеру ВЗУ.

4. Выстроить дерево функций контроллера.

5. Выстроить метод функционирования функционального контроллера ВЗУ.

6. Выделить участки метода, допускающие параллельную либо конвейерную обработку.

7. Распределить операторы метода меж многофункциональными модулями.

8. Создать вариант структурной схемы.

9. Оценить быстродейтсвие, реализуемое приобретенной структурной схемой.

10.Выполнить оценку аппаратных издержек на базе избранного аспекта Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат.

11.Создать функционально-логическую схему 1-го из многофункциональных модулей, за ранее согласовав собственный выбор с педагогом.

Личное задание (№ 18)

НГМД (FDD)

НЖМД (HDD)

Скорость передачи

Элементная база

1

2

> 625 (K б/с)

МИС и СИС

Принцип функционирования накопителя на ГМД и накопителя типа “Винчестер”

Основой хоть какого дискового устройства является магнитный носитель, имеющий форму диска Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат. поверхность д логически разбита на концентрические окружности, отсчет которых у жестких дисков начинается от центра , а у гибких дисков - от наружной кромки диска. Любая такая концентрическая окружность названа дорожкой .

Но потому что двухсторонние дискеты и фиксированные диски имеют больше одной поверхности, то для определений местоположения б данных Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат пользуются трехмерными координатами. Понятие дорожка подменяют понятием цилиндр- группа дорожек в одной и той же позиции магнитной головки на всех дисках (пластинках) в одном дисководе определяется разрешающей способностью позиционера магнитных головок и вертикальной плотностью носителя, которая измеряется числом дорожек на дюйм (track per inch - TPI).


Сектор представ­ляет собой зону дорожки, в Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат кото­рой фактически и хранятся разряды данных. количе­ство секторов на дорожке находится в зависимости от многих пере­менных, но в главном опреде­ляются суммарной длиной поля дан­ных и служебного поля, образующих сектор (горизонтальная плотность). размер сектора

обычно 512К для большинства дискет и неких типов жестких дисков Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат.

Информационная структура всех типов дисков для РС АТ схожа и определяется базисной операционной системой DOS. Исходя из убеждений операционной системы простой единицей размещения данных на диске является кластер. Он представляет собой группу секторов, с точностью до которой происходит размещение файлов на диске. В РС АТ: для гибкого диска Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат один кластер - это два сектора (обычно 1К), для жесткого диска - четыре и поболее (>2K). Четкое значение размера кластера указывается в самом первом секторе диска - загрузочном секторе - Boot sector.

Дискета (либо раздел жесткого диска ) структурирована последующим образом -

Область исходной загрузки

Boot sector

Системная

1-ая копия FAT

область

2-ая копия FAT

не употребляется в RAM-дисках

диска

Корневое Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат оглавление

Root directory

Область данных, включая подоглавления

data area

Область исходной загрузки помещается на дорожке 0, сектор 1, сторона 0 хоть какой дискеты либо головка 0 жесткого диска. Область исходной загрузки содержит важную информацию о типе носителя, структуре носителя (для механизма позиционера носителя) и о том, как данные расположены на диске.

Помещенная ниже таблица демонстрируем более распространен­ные Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат форматы гибких и жестких дисков.

Тип дискеты

Емкость Мбайт

Число цилиндров

Число секторов на дорожке

Число головок

5 1/4 ”

1,2

80

15

2

3 1/2 ”

0,72

80

9

2

1,44

80

18

2

Тип жесткого диска

Емкость Мбайт

Число цилиндров

Число секторов на дорожке

Число головок

РС/ХТ

10

306

17

4

Тип 20 на РС АТ

30

733

17

5

Современные типы

128

1024

17

15

накопителей

210

1024

34

12

Загрузочный сектор диска (либо раздела диска) обязан иметь последующий формат:

Смещ.

Длина

Содержимое

+0

3

JMP

xx

xx

NEAR-переход на код загрузки

+3

8

‘I’

‘B’

‘M’

‘3’

‘.’

‘3’

OEM-имя компании версия Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат системы

+0Bh

2

Sector

size

Байтов на сектор

начало ВРВ

+0Dh

1

Cluster size

Кластера размер

+0Eh

2

Reserve

sect.

Число запасных секторов (перед 1-й FAT)

+10h

1

FatCnt

Число таблиц FAT

+11h

2

Root

Size

Макс. число 32-байтовых частей корневого оглавления

+13h

2

Tot

Sects

Общее число секторов на носителе (раздел DOS)

+15h

1

Media

Дескриптор носителя (То же, что 1-й б FAT)

+16h

2

Fat

Size

Число секторов в одной FAT

конец ВРВ

+18h

2

Trk

Sects

Секторов на дорожку (цил.)

+1Ah

2

Head

Cnt

Число головок ЧТ Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат/ЗП (поверхн-тей)

+1Bh

2

Hidn

Sec

Число укрытых секторов

+1Eh

Размер форматированной порции корневого сектора, начало кода и данных загрузки

Таблица размещения файлов (FAT)

Это связный перечень, который DOS употребляет для отслеживания физического расположения данных на диске и для поиска свободной памяти для новых файлов. При размещении файла на диске FAT выделяет место на диске Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат с дискретностью с один кластер, так как FAT рассматривает все секторы 1-го кластера как один сектор. Если файл не заполняет выделенные ему секторы в кластере, то они теряются и не могут быть применены для другого файла. Файл может занимать несмежные кластеры, тогда FAT связывает кластеры в цепочки. Размер Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат элемента FAT от применяемого диска. FAT включает 12-разрядный элемент (1,5 б) (либо 16-разрядный - для жестких дисков емкостью выше 10 Мбайт) для каждого кластера.

Производительность диска определяется 4-мя основными физическими параметрами:

1. временем доступа (мс)

2. размером цилиндра (секторов)

3. скоростью передачи данных (Кбайт/с)

4. средним временем ожидания (мс)

Время доступа - то время, которое требуется Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат для перевода головок чтения-записи на нужные дорожки (цилиндры). После установки над подходящими дорожками головки должны перейти из транспортного положения в положение чтения-записи. Все это и составляет обычно время доступа.

Скорость передачи данных (скорость, с которой они выдаются с диска) находится в зависимости от скорости вращения диска, плотности записи и секторного Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат интерливинга . (Расслоение. Фактор интерливинга, равный 4 значит, что имеются три сектора, разделяющие смежные сектора. Следование секторов под головкой будет следующим- сектор 1, сектор X, сектор Y, сектор Z, сектор 2 и т.д.). При коэффициенте интерливинга, равного 6, у РС ХТ скорость передачи понижается с 5 М бит/с до 0.83 М бит Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат/с.

Среднее время ожидания - время, за которое диск совершит половину оборота и подходящий сектор окажется под головкой.

Механизм общения контроллера с диском Контроллер жесткого диска

Внедрение контроллера DMA (Прямого доступа к памяти) в текущее время не применяется для операций ввода-вывода с жестким диском. Контроллер в жесткого диска в Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат АТ употребляет 512-байтный секторный буфер, к которому МП (i80286) обращается как к 16-разрядному устройству. Когда этот буфер полон либо пуст, контроллер прерывает МП (при помощи INT 14), после этого данные передаются с помощью строковых команд ввода-вывода в память либо из памяти со скоростью 2 Мбайта за секунду (у IBM Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат XT, использовавшего подсистему DMA, скорость передачи вдвое ниже). Такая скорость получается из-за использования 3-х тактов (включая одно состояние ожидания) для переноса данных (16 бит) в микропроцессор и еще 3-х тактов (включая очередное состояние ожидания) для переноса данных в память. Таким макаром, для передачи 2-ух байтов данных употребляется 6 тактов шины.

Таблица характеристик жесткого Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат диска

Она находится по адресу вектора прерывания INT 41h для первого жесткого диска и INT 46h для второго (если он есть):

Смещ.

Длина

Содержимое

+0

2

Наибольшее число цилиндров

+2

1

Наибольшее число головок

+3

2

Не употребляется в АТ

+5

2

Стартовый цилиндр предкомпенсации записи

+7

1

Не употребляется в АТ

+8

1

Управляющий б

7: запрет повторного доступа

6: запрет повторения по ошибке ЕСС

3: более 8 головок

+9

1

Не употребляется в Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат АТ

+0Ah

1

Не употребляется в АТ

+0Bh

1

Не употребляется в АТ

+0Ch

2

Зона парковки головок

+0Eh

1

Количество секторов на дорожку

+0Fh

1

Резерв

Способы контроля передачи инфы при обмене ЭВМ и ВЗУ

Недостатки инфы, хранимой на магнитном носителе можно подразделить на две главные группы:

1. Временные (обратимые) - это пыль, частички отслоившегося лакового покрытия.

2. Неизменные (необратимые) - это разные царапинки, трещинкы в покрытии, прилипшая грязь и Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат т. п.

Для обнаружения и корректировки ошибок были разработаны системы кодировки инфы с избыточностью (внедрение контрольных разрядов, образуемых при помощи выполнения определенных арифметических операций над всеми информационными разрядами).

Но следует учесть при разработке и применении определенной системы кодировки, что возможность обнаружения и корректировки ошибок увеличивается с избыточностью кода Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат, но сразу усложняется метод кодировки и декодирования и, как следствие, растет объем буферной памяти, и понижается скорость передачи инфы , усложняется аппаратура кодировки и декодирования и, как следует, система становится наименее надежной.

Для двоичного кода М сообщений, каждое из которых имеет дину n, можно закодировать, если производится условие: 2n Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат >=M либо n>=log2 M .

Приведем примеры разных способов кодировки:
Пусть имеются четыре действия:

А1, А2, А3, А4, при этом вероятности их возникновения различны:
Р(А1)=0,5; Р(А2)=0,25; Р(А3)= Р(А1)=0,125.
Равномерное кодирование - без учета вероятности возникновения того либо другого действия.
Способ Фанно - А1=02 ; А2=102 ; А3=1102 ; А4=1112 . Это пример неравномерного кодировки Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат с учетом вероятности возникновения действия. Система Фанно совершенно точно декодируема, так как ни одно А не является префиксом последующего. Такие системы кодировки именуют префиксными.

Главные свойства кодов:

1. Длина кода

n

Число знаков, составляющих кодовое слово

2. Основание кода

m

Количество хороших друг от друга значений импульсных признаков, применяемых в кодовом слове

3. Мощность кода Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат

Мр

число разрешенных кодовых слов

Полное число кодовых

слов

М

все вероятные кодовые слова

4. Число информационных знаков

k

без комментариев

5. Число проверочных знаков

r

без комментариев

6. Избыточность кода

R

R=r/n

7. Скорость передачи кодовых слов

R’

R’=k/n

8. Кодовое расстояние

d

Число несовпадающих позиций 2-ух кодовых слов


Имея один лишних знак, можно найти только нечетное количество ошибок. Потому употребляют другой способ. Объясним на примере:

Пусть должно Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат придти 9-разрядное число. Расположим приходящие разряды последующим образом:

В1

В2

В3

С1

Пусть

В1 Å В4 Å В7 = С4

В4

В5

В6

С2

В4 Å В5 Å В6 = С2

В2 Å В5 Å В8 = С5

В7

В8

В9

С3

В7 Å В8 Å В9 = С3

В3 Å В6 Å В9 = С6

С4

С5

С6

С7

С1 Å С2 Å С3 Å С Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат4 Å С5 Å С6 = С7

Пусть приходит число 011010001. Пусть произошла ошибка в 7-ом разряде

Передано

Принято

0

1

1

0

0

1

1

0

0

1

0

1

0

1

0

1

0

0

1

1

1

0

1

1

0

0

0

0

0

0

0

0

При сопоставлении В7 Å В8 Å В9 = С3 в строке

В1 Å В4 Å В7 = С4 в столбце

Как следует, неверный разряд локализован можно поправить.

Но это был случай единичной ошибки, а с двойной ошибкой этот способ не совладевает, другими словами найти может, но Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат поправить - нет.

0

1

0

0

0

1

0

1

0

1

1

1

0

0

0

0

На рисунке видно, что, используя этот способ, нельзя осознать, где произошла ошибка (В2 , В3 , В8 , В9 ).

Для предстоящего разъяснения d(x,y) меж 2-мя кодовыми словами х и у именуется число несовпадающих позиций. Пример: х=01101, у=00111 d(x,y)=2. Это расстояние именуется кодовым расстояние Хемминга.

Итак, код способен поправить любые Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат композиции из q либо наименьшего числа ошибок и тогда только тогда, когда его кодовое расстояние > 2q. В текущее время только для кодов с dmin получено такое соотношение меж числом проверочных знаков r и длиной кода n:

r>= log2 (n+1).

Циклические коды

Повторяющимися кодами именуются такие коды, которые Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат с хоть каким своим вектором содержит также его повторяющийся сдвиг. Циклические коды основаны на представлении передаваемых данных в виде полинома (многочлена) и применяются при поочередной передаче инфы меж Микропроцессором и ВЗУ.

а(х)= а0 +а1 х+а2 х2 +...+ аn-1 хn-1 Для вектора а(а0 , а1 , ..., аn-1 ).
Повторяющийся сдвиг Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат а’(х)= аn-1 +а0 x +а1 х2 +...+ аn-2 хn-1 .

При помощи этих кодов можно обнаруживать:

· Ошибки в 1 бите, если порождающий многочлен содержит > 1 члена,

· Ошибки в 2 битах, если порождающий многочлен содержит 3 члена,

· Ошибки в нечетном количестве битов, если порождающий многочлен содержит множитель (х+1),

· Пакеты ошибок длиной наименее к+1 бит, если порождающий Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат многочлен содержит множитель (х+1), и один множитель с 3мя членами и поболее (к+1 - число бит порождающего многочлена).

Принцип построения повторяющихся кодов

Любая кодовая композиция Q(x) множится на одночлен xr , а потом делится на многочлен. Степень каждого одночлена, входящего в Q(x), увеличивается на r. При делении выходит С(х Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат) таковой же степени, что и Q(x), и остаток Р(х) степени менее r-1, наибольшее число разрядов которого <=r.

Q(x) xr / g(x) = C(x)+ P(x)/g(x) ..............................(1)

В ЭВМ употребляется способ умножения кодовой композиции Q(x) на одночлен xr и прибавлением к этому произведению остатка Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат Р(х) на порождающий многочлен g(x).

Реально множится на фиксированный многочлен типа x3 Å x2 Å 1

Схема умножения на многочлен.

Сначала все ячейки содержа 0. Пусть требуется помножить x4 Å x2 Å1 на x3 Å x2 Å1

1 такт

На вход поступает единичный коэффициент при старшей степени x4 , запоминается в 1-й ячейке памяти и передается на выход.

2 такт

На вход Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат поступает 0-й коэффициент при x3 . Содержимое первой ячейки приходит во вторую, на выходе сумматора возникает 1, которая, суммируясь с выходом 3-й ячейки, возникает на выходе 2-го сумматора

3 такт

На вход поступает коэффициент при x2 . Он запоминается в 1-й ячейке памяти и передается на выход.

4 такт

На вход поступает 0-й коэффициент при x Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат1 . 1-ый сумматор имеет на выходе 1, а 2-ой - 0.

5 такт

На вход сумматора поступает 1 - коэффициент при x0 .

6-8

такты

Беря во внимание, что после умножения многочленов старший коэффициент имеет 7-ю степень, нужно двинуть на 3 разряда (убираются разряды, содержащие 0)

Такт

Вх. знак

Содержимое регистра после еще одного сдвига

Вых. знак

0

--

000

--

1

1

100

1

2

0

010

1

3

1

101

1

4

0

010

0

5

1

101

1

6

0

010

0

7

0

001

0

8

0

000

1

Схема деления на многочлен

На вход со старших степеней коэффициенты, а Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат на выход - коэффициенты личного. По окончании деления в регистре сдвига слева вправо оказываются записанными коэффициенты остатка, начиная с младших степеней.

Пример - поделить x5 Å x4 Å x3 Å x2 Å1 на x3 Å x2 Å1.

Такт

Вх. знак

Содержимое регистра после еще одного сдвига

Вых. знак

0

--

000

--

1

1

100

0

2

1

110

0

3

1

111

1

4

0

110

0

5

1

111

1

6

1

010

--

Разглядим процесс обнаружения и исправления ошибок. Пусть n=7 и нужно поправить Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат q=1. Из формул n=2c -1 c кодовым расстоянием dmin >=2q+1 и r<=cq Þ c=3 и r=3. Потому что 3 делится без остатка на 1 и 3, то сомножителями бинома будут все неприводимые многочлены степени 1 и 3. Пусть имеется кодовое слово x3 Å x2 Å1.

Запись

1-ые 4 такта Клапан 1 закрыт и информационные знаки кодового слова поступают Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат через комбинационную схему на выход и сразу на схему, которая в согласовании с формулой 1 множит кодовое слово на х3 и разделяет на g(x). В регистре выходит остаток от деления. Дальше клапан 1 раскрывается, производит 3 сдвига и остаток в виде контрольных знаков выводится из регистра. В итоге формируется кодовое слово Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат с контрольными знаками

х6 +х4 +х3 +х2 -> 1011100

Чтение

После приема всей инфы проверяется содержимое всех разрядов регистра, и если все нули, то ошибок нет.

Дерево функций функционального контроллера

1 Уровень

F0

Управление ВЗУ

2 Уровень

F1

Организация сопряжения с ЦП

F0

F2

Промежная обработка инфы

F3

Организация сопряжения с ВЗУ

3 Уровень

F1 1

Обмен параллельной информацией

F1

F1 2

Формирование и хранение слова состояния канала Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат (СКК)

F1 3

Управление обменом

F2

F2 1

Хранение параллельной инфы

F2 2

Обработка принимаемой инфы

F3

F3 1

Управление приводом

F3 2

Обработка поочередной инфы

4 Уровень

F1 1.1

Прием параллельной инфы из ЦП

F1 1

F1 1.2

Передача параллельной инфы в ЦП

F1 1.3

Хранение передаваемой инфы

F1 2

F1 2.1

Прием СКК

F1 2.2

Передача СКК

F1 3

F1 3.1

Анализ поступающих сигналов

F1 3.2

Выдача управляющих сигналов

F2 1.1

Прием передаваемых данных

F2 1

F Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат2 1.2

Хранение передаваемых данных

F2 1.3

Прием служебной инфы

F2 1.4

Хранение служебной инфы

F2 2.1

Анализ слова состояния ВЗУ

F2 2

F2 2.2

Формирование управляющего слова ВЗУ

F2 2.3

Анализ инфы, передаваемой из ВЗУ

F3 1

F3 1.1

Передача управляющего слова в ВЗУ

F3 1.2

Прием слова состояния ВЗУ

F3 2.1

Кодирование инфы

F3 2.2

Декодирование инфы

F3 2

F3 2.3

Формирование повторяющегося кода контроля (CRC)

F3 2.4

Опознавание маркеров

F3 2.5

Параллельно-последовательные преобразования инфы

Блок Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат Памяти Микропрограмм

ПЗУ


Функционально-логическая схема
блока контроля ошибок

D Т

C

D Т

C

=1

D Т

C

D Т

C


...... .....


......


....


1533 ИП2


=1

.....

Перечень литературы

1.

под ред. М.Л.Мархасина

“Управление по архитектуре IBM PC AT ”, Минск, ООО “Консул”, 1993

2.

П. Нортон, Р.Уилтон

“IBM PC и PS/2. Управление по программиро­ванию .” М.,“Радио и Связь”, 1994

3.

Р.Браун, Дж.Кайл

под ред Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат. К.Г.Финогенова

“Справочник по прерываниям IBM PC ”, М,
“Мир”, 1994

4.

Е.П.Балашов,
Д.В.Пузанков

“Проектирование информационно-управляющих систем ”, М.,“Радио и связь”, 1987

5.

Б.М.Каган

“ЭВМ и системы ”, М., “Энергоатомиздат”, 1985

Оглавление

Задание на курсовое проектирование.............................................................................................................................

Принцип функционирования накопителя на ГМД и накопителя типа “Винчестер”.............

Механизм общения контроллера с диском Многофункциональный контроллер ВЗУ - реферат.................................................................................................................

Контроллер жесткого диска....................................................................................................................................................................

Способы контроля передачи инфы при обмене ЭВМ и ВЗУ.............................................................

Циклические коды........................................................................................................................................................................................

Дерево функций функционального контроллера.............................................................................

Функционально-логическая схема блока контроля ошибок...............................................................

Перечень литературы.........................................................................................................................................................................

Оглавление..............................................................................................................................................................................................



mnogopovtornij-zhim-pravila-ego-vipolneniya.html
mnogoprocessornie-vichislitelnie-sistemi.html
mnogoprofilnaya-kompaniya-at-grupp.html