Características de los Canales de E/S

Transcripción

1 Canales Los dispositivos son cada vez más sofisticados Ej: tarjetas gráficas 3D. Evolución: 1. La CPU controla directamente los periféricos. 2. Se agrega un módulo o controlador. 3. Idem 2 más llamado de interrupción. 4. El módulo provee el acceso directo a memoria (DMA). 5. El módulo tiene su propio procesador con su pequeño conjunto de instrucciones. 6. El módulo además tiene su memoria local o sea se convierte en una computadora en sí mismo. Características de los Canales Los canales representan una extensión al concepto de DMA. Tienen la habilidad de ejecutar instrucciones. Completo control de la transferencia de datos por lo tanto la CPU no ejecuta instrucciones. Instrucciones almacenadas en memoria principal que serán ejecutadas por un procesador de propósito especial en el canal. La CPU inicia una transferencia instruyendo al canal para ejecutar el programa que está en memoria. Este programa especifica dispositivos, áreas de memoria a usar, prioridades y acciones ante errores. El canal siguiendo las instrucciones controla la transferencia de datos.

2 Tipos de canales (1) Selector Controla varios dispositivos de alta velocidad y uno por vez, por lo tanto el canal se dedica para la transferencia de datos de ese dispositivo. El canal selecciona un dispositivo y efectúa la transferencia. Los dispositivos son manejados por un controlador o módulo Por lo tanto el canal ocupa el lugar de la CPU en el control de esos controladores. Selector Datos y direcciones canal a mem.ppal. Señales de control CPU.- Selector Selector de canal

3 Tipos de canales (2) Multiplexor Puede manejar E/S con varios dispositivos a la vez. Multiplexor de bytes: Acepta y transmite caracteres. Multiplexor de bloques: Intercala bloques de datos desde distintos dispositivos. Multiplexor Datos y direcciones canal a mem.ppal. Multiplexor de canal Señales de control CPU.- Selector

4 La interfaz externa Provista para un periférico desde un módulo. Serial ó paralelo? Paralela: tape, disco (dispositivo de alta velocidad). Serial: terminales, mouse. Existe un módulo que dialoga con el dispositivo. Los pasos son: El módulo envía señal de control pidiendo permiso para enviar datos al dispositivo. Este confirma el pedido. El módulo transfiere los datos. El periférico confirma la recepción de los mismos. Uso de buffers internos en el módulo para compensación de velocidades. Tipos de interfaces La conexión entre un módulo y los dispositivos externos puede ser: Punto a punto: línea dedicada. Ej: teclado, impresora, modem...etc. Multipunto: idem a un bus externo. Ej: dispositivos de almacenamiento en masa externos (discos SCSI).

5 Interfaz SCSI (Small Computer Systems Interface) Interfaz paralela. 8, 16 o 32 líneas de datos. Dispositivos encadenados (daisy-chained). Los dispositivos son independientes. Los dispositivos pueden comunicarse entre sí. Y trabajan sin involucrar al procesador. Existen distintas versiones. SCSI - 1 A principios de los 80 8 líneas de datos Clock de 5 MHz Velocidad de datos de 5 MBytes/s Soporta hasta siete (7) dispositivos en cadenas Ocho si incluímos a la interfaz del host

6 SCSI y 32 líneas de datos. Clock de 10 MHz. Velocidad de datos de 20 ó 40 MBytes/s. Señales y fases del SCSI (1) Los intercambios en este tipo de bus son entre el dispositivo iniciador y el seleccionado. Normalmente entre host y un dispositivo también puede ser entre dos dispositivos. Fases: Está el bus libre? (similar a Ethernet) Arbitraje: un dispositivo toma el control del bus. Selección de objetivo para realizar una función. Re-selección: el objetivo se re-conecta con el iniciador después de una suspensión de parte de éste.

7 Señal del SCSI (2) Solicitud de órdenes desde un objetivo al iniciador. Solicitud de datos en ambos sentidos (IN/OUT). Solicitud de que la información de estado del objetivo sea enviada al iniciador. Solicitud de mensajes en ambos sentidos. Configuración de SCSI El bus debe finalizar en cada extremo. Normalmente un extremo corresponde al adaptador del host. Conexión a un terminador o conmutador(es). Debe establecerse el ID de cada dispositivo SCSI. Jumpers o conmutadores. ID único en la cadena. El número mayor (7) goza de mayor prioridad en el arbitraje.

8 IEEE 1394 FireWire Bus en serie de alto rendimiento. Rápido (entre 25 y 400 Mbits/s) Costos reducidos. Fácil de implementar. También se emplea en cámaras digitales, VCR y televisión. Configuración del FireWire Dispositivos encadenados (daisy chain). 63 dispositivos en un solo puerto. En realidad 64, de los cuales uno es la interfaz. Pueden conectarse más de 1022 buses con adaptadores. Configuración automática. No hay terminadores de bus. Puede tener estructura de árbol.

9 Comparación: SCSI y FireWire Disco magnético Escáner CD ROM CPU ID= 6 ID= 2 ID= 3 ID= 7 Terminador (a) Ejemplo de configuración SCSI Terminador (puede ser interno) Interfaz estéreo CPU Disco magnético CD-ROM Cámara digital Escáner Impresora (b) Ejemplo de configuración FireWire