Számítógép Architektúrák

Hasonló dokumentumok
Számítógép Architektúrák

Digitális rendszerek. Digitális logika szintje

Nyíregyházi Egyetem Matematika és Informatika Intézete. Input/Output

Számítógép Architektúrák

Számítógép Architektúrák

Tartalomjegyzék. Előszó... xi. 1. Bevezetés Mechanikai, elektromos és logikai jellemzők... 13

Számítógép Architektúrák

Architektúra, megszakítási rendszerek

Az interrupt Benesóczky Zoltán 2004

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 9

Digitális technika (VIMIAA01) Laboratórium 9

A LOGSYS GUI. Fehér Béla Raikovich Tamás, Laczkó Péter BME MIT FPGA laboratórium

Digitális Logika szintje. Sínek - PCI

Számítógép Architektúrák (MIKNB113A)

Számítógép Architektúrák

Perifériák hozzáadása a rendszerhez

OPERÁCIÓS RENDSZEREK. Elmélet

A számítógép fő részei

XII. PÁRHUZAMOS ÉS A SOROS ADATÁTVITEL

Számítógépek felépítése, alapfogalmak

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 8. Kocsis Gergely

Számítógépes Hálózatok. 4. gyakorlat

ELŐADÁS SZÁMÍTÓGÉP MŰKÖDÉSE FIZIKA ÉS INFORMATIKA

Programozási segédlet DS89C450 Fejlesztőpanelhez

A mikroprocesszor felépítése és működése

Programozható vezérlő rendszerek KOMMUNIKÁCIÓS HÁLÓZATOK 2.

Mikrorendszerek tervezése

Az adatkapcsolati réteg

Bevitel-Kivitel. Eddig a számítógép agyáról volt szó. Szükség van eszközökre. Processzusok, memória, stb

A 35/2016. (VIII. 31.) NFM rendelet szakmai és vizsgakövetelménye alapján.

5. tétel. A számítógép sematikus felépítése. (Ábra, buszok, CPU, Memória, IT, DMA, Periféria vezérlő)

Programmable Chip. System on a Chip. Lazányi János. Tartalom. A hagyományos technológia SoC / PSoC SoPC Fejlesztés menete Mi van az FPGA-ban?

Első sor az érdekes, IBM PC ra alapul: 16 bites feldolgozás, 8 bites I/O (olcsóbb megoldás). 16 kbyte RAM. Nem volt háttértár, 5 db ISA foglalat

I. C8051Fxxx mikrovezérlők hardverfelépítése, működése. II. C8051Fxxx mikrovezérlők programozása. III. Digitális perifériák

PC-s sínek (PCI) Sávszélesség (Mbájt/sec)

Digitális Rendszerek és Számítógép Architektúrák

Megoldás. Feladat 1. Statikus teszt Specifikáció felülvizsgálat

(1) 10/100/1000Base-T auto-sensing Ethernet port (2) 1000Base-X SFP port (3) Konzol port (4) Port LED-ek (5) Power LED (Power)

Számítógépek, számítógép rendszerek

2. Számítógépek működési elve. Bevezetés az informatikába. Vezérlés elve. Külső programvezérlés... Memória. Belső programvezérlés

Számítógépek felépítése, alapfogalmak

SZÁMÍTÓGÉP ARCHITEKTÚRÁK

Architektúra, cache. Mirıl lesz szó? Mi a probléma? Teljesítmény. Cache elve. Megoldás. Egy rövid idıintervallum alatt a memóriahivatkozások a teljes

Számítógép Architektúrák

Máté: Számítógép architektúrák

USB. Az USB. Írta: Luli Zoltán Gyızı Szak: mérnök-informatikus EHA: LUZOABT.SZE Dátum: /5

Mikrorendszerek tervezése

Magas szintű optimalizálás

Máté: Számítógép architektúrák

Digitális Logika szintje. Sínek

Digitális Rendszerek és Számítógép Architektúrák

Programozó- készülék Kezelőkozol RT óra (pl. PC) Digitális bemenetek ROM memória Digitális kimenetek RAM memória Analóg bemenet Analóg kimenet

Digitális Rendszerek és Számítógép Architektúrák

Járműfedélzeti hálózatok. Fedélzeti diagnosztikai protokollok Dr. Aradi Szilárd

Az I2C egy soros, 8 bit-es, kétirányú kommunikációs protokoll, amelynek sebessége normál üzemmódban 100kbit/s, gyors üzemmódban 400kbit/s.

9. Fejezet: Input/Output

Járműinformatika Multimédiás buszrendszerek (MOST, D2B és Bluetooth) 4. Óra

A merevlemez állapota hibátlan. Nem található hibás vagy gyenge szektor, nincsenek felpörgési és adatátviteli hibák sem.

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

Számítógép Architektúrák

Számítógép felépítése

Számítógép architektúrák. Miről lesz szó? A sín (bus) A sínek. A sínek és kapcsolatos fogalmak Híres sínek jellemzői

Mikrorendszerek tervezése

Hálózati architektúrák és Protokollok GI 7. Kocsis Gergely

Autóipari beágyazott rendszerek. Local Interconnection Network

A Számítógépek hardver elemei

Alaplap. Az alaplapról. Néhány processzorfoglalat. Slot. < Hardver

Két típusú összeköttetés PVC Permanent Virtual Circuits Szolgáltató hozza létre Operátor manuálisan hozza létre a végpontok között (PVI,PCI)

Multiprotocol encapsulation (RFC1483) - IETF Classical IP over ATM (RFC1577) - IETF LAN Emulation (LANE) - ATM Forum Multiprotocol over ATM (MPOA) -

Operációs rendszerek. Bemutatkozás

Hálózati alapismeretek

Számítógépek felépítése

LOGSYS LOGSYS LCD KIJELZŐ MODUL FELHASZNÁLÓI ÚTMUTATÓ november 8. Verzió

2. fejezet Hálózati szoftver

az egyik helyes választ megjelölte, és egyéb hibás választ nem jelölt.

Busz... LAN. Intranet. Internet Hálózati terminológia

Gigabit Ethernet, 10 Gigabit Ethernet. Jákó András BME EISzK

TANMENET 2018/2019. tanév

Számítógép Architektúrák (MIKNB113A)

Információ és kommunikáció

A merevlemez állapota hibátlan. Nem található hibás vagy gyenge szektor, nincsenek felpörgési és adatátviteli hibák sem.

Hálózati Technológiák és Alkalmazások

A fő menüpontok között a bal vagy jobb nyíllal mozoghatunk, Enter leütésére pedig megjelenik az adott menühöz tartozó tartalom.

A merevlemez állapota hibátlan. Nem található hibás vagy gyenge szektor, nincsenek felpörgési és adatátviteli hibák sem.

loop() Referencia:

Memóriák - tárak. Memória. Kapacitás Ár. Sebesség. Háttértár. (felejtő) (nem felejtő)

Számítógép hálózatok gyakorlat

OSI-ISO modell. Az OSI rétegek feladatai: Adatkapcsolati réteg (data link layer) Hálózati réteg (network layer)

Konkurencia és energiakezelés integrálása eszközmeghajtókba. Vezeték nélküli szenzorhálózatok

Számítógépes Hálózatok. 5. gyakorlat

SLS-500-MBUS-MODBUS átalakító. Magyar nyelvű használati utasítás

Magyar Gyors felhasználói útmutató A GW-7100PCI driver telepítése Windows 98, ME, 2000 és XP operációs rendszerek alatt

Számítógép felépítése

Tájékoztató. Használható segédeszköz: -

Autóipari beágyazott rendszerek CAN hardver

Operációs rendszerek MINB240. Bevitel-Kivitel. 6. előadás Input és Output. Perifériák csoportosításá, használat szerint

Terepi buszok. Dr. Schuster György október / 43. OE-KVK-MAI

Hálózati architektúrák laborgyakorlat

Feladatlap: Számítógép összetevők keresése

Számítógépes hálózatok

Átírás:

Perifériakezelés a PCI-ban és a PCI Express-ben Horváth Gábor 2017. február 14. Budapest docens BME Hálózati Rendszerek és Szolgáltatások Tanszék ghorvath@hit.bme.hu

A PCI PCI = Peripheral Component Interfész, 1992, Intel Főbb tulajdonságok: Processzorfüggetlen (PC, Macintosh, DEC, HP, SUN szerverek) Automatikus periféria felismerés és konfiguráció támogatása Átvitel: egyenként vagy burst módban 32 vagy 64 bites adategységek Szinkron busz, órajel: 33 MHz, 1995-től 66 MHz Egy PCI buszon max 32 eszköz Egy rendszerben max 256 PCI busz Alacsony fogyasztás támogatása 2

PCI-t használó rendszerek PCI helye az Intel Pentium Pro-ban: 3

PCI-t használó rendszerek PCI helye a PC-ben a Pentium 4-től kezdve: 4

A PCI elemei A PCI busz elemei: Host/PCI híd Processzor I/O és memória kérések PCI tranzakciók PCI eszközök Max 32/busz, elektromos okokból inkább max. 10 Egy eszközön 1-8 function (logikai periféria) PCI/PCI híd Egy PCI sínre egy másik sínt illeszt Illeszthető perifériák max száma elméletileg: 8 periféria/eszköz * 32 eszköz/busz * 256 busz/rendszer = 65536 periféria/rendszer 5

Adatátvitel Minden PCI perifériának max. 6 ablak Ablak lehet: A memória címtartomány egy része Az I/O címtartomány egy része CPU egy PCI periféria memória ablakára végez memóriaműveletet a perifériával cserél adatot CPU egy PCI periféria I/O ablakára végez perifériaműveletet a perifériával cserél adatot Az eszköz meg tudja mondani, hogy neki hány és mekkora memória és I/O ablak kell A BIOS ill. az op. rendszer osztja ki az ablakokat A PCI perifériákban be kell állítani az ablakok kezdetét A PCI eszköz figyeli az ablakait célzó műveleteket, ha ilyet lát, válaszol 6

Adatátvitel 7

Adatátvitel Forgalomszabályozás: Az IRDY jelzéssel jelzi a kezdeményező, hogy kész a következő adat átvitelére A TRDY jelzéssel jelzi a megcímzett periféria, hogy kész a következő adat átvitelére Tranzakciós modellek: Programozott I/O. Kezdeményező: CPU, irányultság: periféria DMA. Kezdeményező: periféria, irányultság: memória Peer-to-peer adatátvitel. Kezdeményező: periféria, irányultság: periféria 8

PCI parancsok C/BE Parancs 0000 Megszakítás nyugtázás (Interrupt Acknowledge) 0010 I/O olvasás (I/O Read) 0011 I/O írás (I/O Write) 0110 Memória olvasás (Memory Read) 0111 Memória írás (Memory Write) 1010 Konfiguráció olvasás (Configuration Read) 1011 Konfiguráció írás (Configuration Write) 9

Arbitráció Párhuzamos arbitráció: Rejtett arbitráció: Versengés és eredményhirdetés az aktuális tranzakció közben Algoritmus: Fair Figyelembe veheti a periféria késleltetés-érzékenységét Példa: A, B késleltetésérzékeny, X, Y, Z nem az Sorrend: A, B, X, A, B, Y, A, B, Z, A, B, X, A, B, Y, A, B, Z, stb. 10

Megszakításkezelés Megszakításkérés kétféle képpen: Az interrupt vezeték egyikével Üzenettel jelzett megszakítással (MSI) Interrupt vezetékekkel: Minden csatolón 4 van Lehetnek osztott vagy dedikált vezetékek Több eszköz megszakítása is leképezhető ugyanarra a CPU megszakításra szoftver polling deríti fel a kiváltó perifériát Üzenettel jelzett megszakítás: A periféria egy speciális adatot ír egy speciális címre Host/PCI híd figyeli a címet, az írást CPU interrupt-ra képezi le 11

Konfiguráció Perifériánként 64 db 32 bites konfigurációs regiszter Konfigurációs regiszterek címzése: Konfigurációs regiszter kiolvasása (PC-n!): 0CF8h I/O cím konfigurációs regiszter címe Regiszter tartalma: kiolvasható a 0CFCh I/O címről Konfigurációs regiszter megváltoztatása (PC-n!): 0CF8h I/O cím konfigurációs regiszter címe 0CFCh I/O cím konfigurációs regiszter új értéke Host/PCI híd kijelöli a kívánt eszközt konfigurációra Dedikált IDSEL vezetékkel Írás/olvasás tranzakció adja meg / állítja be a kívánt regisztert 12

Konfiguráció Regiszterek tartalma: A 64 regiszterből 16 kötött: VendorID, DeviceID, Revision Class Code Interrupt Pin Interrupt Line Base Address Register 0...5 Rendszerindítás: Eszközök szisztematikus lekérdezése Ablakok kiosztása Device driver betöltése További eszközfüggő konfiguráció... 14

PCI csatoló Kötelezően használandó: 64 bites 32 bites Órajel, Reset A/D[0...31] C/BE[0...3] FRAME IRDY, TRDY, STOP DEVSEL, IDSEL Paritás, PERR, SERR REQ, GNT Opcionális: A/D[32...63] C/BE[4...7] INTA, INTB, INTC, INTD REQ64, ACK64 CLKRUN 15

PCI Express Célok: PCI-nál nagyobb adatátviteli sebesség Lehető legteljesebb szoftveres PCI kompatibilitás Leglátványosabb eltérések: Soros átvitel Így kiküszöbölhető a párhuzamos esetben tapasztalható jelek közötti csúszás Pont-pont összeköttetések Nem osztott a közeg nincs versengés, várakozás, éhezés, arbitráció 16

Egyszerű PCI Express rendszer 17

Egyszerű PCI Express rendszer Adatátvitel sorosan: Órajel nincs (automatikus, a 0/1 átmenetekből, PLL-lel) Egy érpár: 2000 MB/s (PCIe 4.0) Két eszköz között full duplex (kétirányú) kapcsolat: 2 soros érpár Két eszköz több full duplex soros kapcsolattal is össze lehet kötve 1 full duplex soros kapcsolat neve: lane (pálya) Szabvány: 1x, 4x, 8x, 16x, 32x lane Több lane esetén a bitek párhuzamosan vihetők át De nem szinkronban!!! 32x pálya esetén 32x2000 MB/s = 64 GB/s Szabvány PCIe x1 PCIe x16 PCIe x32 PCIe 1.0 250 MB/s 4 GB/s 8 GB/s PCIe 2.0 500 MB/s 8 GB/s 16 GB/s PCIe 3.0 1000 MB/s 16 GB/s 32 GB/s PCIe 4.0 2000 MB/s 32 GB/s 64 GB/s 18

PCI Express rendszer kapcsolókkal 19

PCI Express rendszer kapcsolókkal Csomagkapcsolt hálózat: Eszközök kapcsolókon keresztül kötődnek a Root Complexhez Tranzakciók csomagként utaznak 20

Tranzakciók továbbítása Tranzakció 3 rétegen megy keresztül, mielőtt a soros érpárra kerül: 21

Tranzakciók továbbítása Tranzakciós réteg: tranzakció becsomagolása Fejléc: Command, bájtsorrend (PCI: C/BE) Cím (PCI: Address) Rakomány: Átvinni kívánt adat CRC 22

Tranzakciók továbbítása Adatkapcsolati réteg: csomag hibamentes eljuttatása a szomszédba Újabb fejléc: sorszám (auto-inkrementált) Újabb CRC (sorszámot is védi) 23

Tranzakciók továbbítása Fizikai réteg: csomag átvitele a soros érpáron Csomaghatárok kijelölése speciális bájtokkal Megfelelő számú 0/1 átmenet biztosítása: Bitek összekeverésével 8 bitet 10 biten kódolással 24

Tranzakciók továbbítása Csomag formátuma: 1 db 32 bites adat átvitele: 1+2+3*4+1*4+4+4+1 = 28 bájt 25

Tranzakciók továbbítása Vevő oldal, fizikai réteg: Csomaghatárok azonosítása 8-ból 10 bites kódolás visszaállítása Bitösszekeverés visszaállítása 26

Tranzakciók továbbítása Vevő oldal, adatkapcoslati réteg: CRC és sorszám ellenőrzése Ellenőrzés függvényében negatív vagy pozitív nyugta küldése Negatív nyugta esetén a feladó újraküldi a csomagot 27

Tranzakciók továbbítása Vevő oldal, tranzakciós réteg: CRC ellenőrzése Tranzakció végrehajtása 28

Tranzakciók továbbítása Posted vs. Non-posted tranzakciók: Posted: válasz nem szükséges, pl. írási tranzakciók Non-posted: válasz szükséges, pl. olvasási tranzakciók A tranzakció csak egy olvasási kérés A megcímzett periféria egy újabb tranzakcióban válaszol a kért adatokkal a rakományban QoS: fejlécben forgalmi osztály mező Sürgősség jelölése A sürgős tranzakció a továbbítás során megelőzheti a nem sürgőset 29

Megszakításkezelés és konfigurálás Megszakításkezelés Üzenet alapú (MSI) mint a PCI-ban Jelvezeték alapú: A periféria két speciális üzenetet küldhet a Root Complex-nek: Vegye úgy, hogy 0-ba húzta az egyik interrupt vonalat Vegye úgy, hogy 1-be emelte az egyik interrupt vonalat Az így jelzett megszakítás kezelése mint PCI-ban Konfiguráció: Több konfigurációs regiszter (1024) Első 64 írása/olvasása: mint PCI-ban (teljes kompatibilitás) 30

PCI Express csatoló PCIe x1 PCIe x16 PCI 31