Назначение кэш-памяти винчестера (вместо этого «Контроллер HDD»)

На рис.4.1 приведена блок-схема одного из вариантов контроллера НDD. Этот контроллер подсоединяется к системному интерфейсу через блок ввода-вывода, в который входят регистр данных (РД) и регистр состояния (РС). Регистр состояния содержит информацию о состоянии контроллера. Он доступен только по чтению и может быть выбран в любое время. Через регистр данных производится ввод-вывод данных, передача в контроллер команд и их атрибутов, чтение из контроллера параметров состояния контроллера, информирующих о правильности выполнения команды.

Блок ввода-вывода вырабатывает сигналы запроса прерывания и запроса ПДП. Подпрограмма обработки прерывания инициализируется по окончании операции ПДП для чтения параметров состояния центральным процессором.

Основным элементом схемы контроллера НDD является микропроцессор, который управляет работой контроллера. Программы управления, составляющие внутреннее программное обеспечение контроллера НDD, записаны в его ПЗУ (см. рис. блок-схемы контроллера НDD). Отдельные программы предназначаются для организации работы контроллера при выполнении различных дисковых операций. Вид операции задается командой от центрального процессора. Контроллер НDD имеет собственную память типа RAM. Она разделена на рабочую область и буфер данных (буфер сектора), в котором хранятся данные объемом не более емкости одного сектора. Форматы записи в НDD имеют фиксированную длину сектора, равную 512 байт.

Блок регистров управления (см. рис. блок-схему контроллера НDD) состоит из регистров, предназначенных для выдачи сигналов управления на накопитель и приема сигналов от накопителя. Так как данные передаются в накопитель и из накопителя в последовательном коде, в контроллере используются схемы преобразования кодов. Выдаваемые в накопитель данные кодируются по применяемому в контроллере методу. Высокая плотность записи и большое количество дорожек НDD обусловливают необходимость применения предкомпенсации записи. Схема разделения данных отделяет при чтении импульсы данных от синхроимпульсов.

Характерной особенностью контроллеров НDD является применяемая методика формирования контрольных байтов, записываемых в каждый сектор вместе с данными. Это формирование производится специальным способом с помощью корректирующих кодов. При чтении данных с НDD по изменениям значений контрольных байтов можно не только обнаруживать ошибки, но и корректировать некоторые виды ошибок. Функции вычисления контрольных байтов, выявления и коррекции ошибок выполняет в контроллере НDD блок контроля и коррекции.

Контроллер НDD работает по тем же командам, что и контроллер FDD. Выдаваемый центральным процессором в контроллер НDD командный блок (код и атрибуты команды) через блок ввода-вывода поступает в память контроллера. Выполнение команды определяется соответствующей программой, хранящейся в ПЗУ контроллера. По этой программе микропроцессор контроллера управляет работой контроллера и накопителя.

Системный интерфейс

Сигналы управления Данные (зап) Данные (чтен)

Рис.4.1. Блок-схема контроллера HDD

Рассмотрим последовательность прохождения данных в контроллере НDD при записи и чтении. При выполнении записи данные побайтно в режиме ПДП поступают из оперативной памяти ПК в РД блока ввода-вывода, откуда пересылаются в буфер сектора. В этом буфере данные размещаются так, как далее будут записаны в поле данных сектора НDD. После заполнения буфера сектора, микропроцессор пересылает байты данных из буфера в преобразователь параллельного кода в последовательный и одновременно – в блок контроля и коррекции, где вычисляется контрольный байт передаваемого в сектор накопителя массива. Из преобразователя последовательность импульсов данных поступает в схему кодирования, затем – в схему предкомпенсации записи. Вслед за информационными данными в накопитель поступает контрольный байт, который записывается в отведенном ему поле сектора.

При чтении данных из накопителя поступают в схему декодирования, где информационные импульсы отделяются от синхроимпульсов. В схеме преобразования последовательный код данных преобразуется в параллельный, который записывается в буфер сектора памяти контроллера. Одновременно байт данных поступает в блок контроллера и коррекции, где вычисляется контрольный байт считываемого массива из сектора накопителя.

По окончании считывания контрольные байты считанного и записанного массивов сравниваются. Если они равны, то данные считаны правильно. Микропроцессор формирует сигнал запроса на ПДП. В режиме ПДП данные байт за байтом из буфера сектора контроллера НDD передаются через регистр РД блока ввода-вывода в оперативную память ПК. Если контрольные байты различны, то в микропроцессор поступает сигнал об ошибке при чтении данных. Производится попытка повторного чтения сектора. Если ошибка возникла вновь, то вызывается процедура коррекции, которая с помощью контрольных байтов выявляет неправильно считанные байты. Если при коррекции ошибка не исправится, то выполнение команды прекращается.

После считывания данных микропроцессор формирует байт состояния, «говорящий» о качестве чтения (успешное или с ошибками), и заносит его в регистр РС блока ввода-вывода контроллера. По окончании команды центральный процессор считывает для анализа содержимое РС.

Билет №9 -СЕТИ

ISDN. Технология.

ISDN (англ. Integrated Services Digital Network) — цифровая сеть с интеграцией обслуживания. Позволяет совместить услуги телефонной связи и обмена данными.

Основное назначение ISDN — передача данных со скоростью до 64 кбит/с по абонентской проводной линии и обеспечение интегрированных телекоммуникационных услуг (телефон, факс, и пр.). Использование для этой цели телефонных проводов имеет два преимущества: они уже существуют и могут использоваться для подачи питания на терминальное оборудование.

Выбор 64 кбит/c стандарта определяется следующими соображениями. При полосе частот 4 кГц, согласно теореме Котельникова, частота дискретизации должна быть не ниже 8 кГц. Минимальное число двоичных разрядов для представления результатов стробирования голосового сигнала при условии логарифмического преобразования равно 8. . о, в результате перемножения этих чисел (8 кГц * 8 (число двоичных разрядов) = 64) и получается значение полосы B-канала ISDN, равное 64 кб/с. Базовая конфигурация каналов имеет вид 2 × B + D = 2 × 64 + 16 = 144 кбит/с. Помимо B-каналов и вспомогательного D-канала ISDN может предложить и другие каналы с большей пропускной способностью: канал Н0 с полосой 384 кбит/с, Н11 — 1536 кбит/c и Н12 — 1920 кбит/c (реальные скорости цифрового потока). Для первичных каналов (1544 и 2048 кбит/с) полоса D-канала может составлять 64 кбит/с.

Для объединения в сети ISDN различных видов трафика используется технология TDM (англ. Time Division Multiplexing, мультиплексирование по времени). Для каждого типа данных выделяется отдельная полоса, называющаяся элементарным каналом (или стандартным каналом). Для этой полосы гарантируется фиксированная, согласованная доля полосы пропускания. Выделение полосы происходит после подачи сигнала CALL по отдельному каналу, называющемуся каналом внеканальной сигнализации.

В стандартах ISDN определяются базовые типы каналов, из которых формируются различные пользовательские интерфейсы.

ISDN технология использует три основных типа интерфейса BRI: U, S и T.

U — одна витая пара, проложенная от коммутатора до абонента, работающая в полном или полудуплексе. К U-интерфейсу можно подключить только 1 устройство, называемое сетевым окончанием (англ. Network Termination, NT-1 или NT-2).

S/T интерфейс (S0). Используются две витые пары, передача и приём. Может быть обжата как в RJ-45 так и в RJ-11 гнездо/кабель. К гнезду S/T интерфейса можно подключить одним кабелем (шлейфом) по принципу шины до 8 ISDN устройств — телефонов, модемов, факсов, называемых TE1 (Terminal Equipment 1). Каждое устройство слушает запросы в шине и отвечает на привязанный к нему MSN. Принцип работы во многом похож на SCSI.

NT-1, NT-2 — Network Termination, сетевое окончание. Преобразовывает одну пару U в один (NT-1) или два (NT-2) 2-х парных S/T интерфейса (с раздельными парами для приёма и передачи).По сути S и Tэто одинаковые с виду интерфейсы, разница в том, что по S интерфейсу можно подать питание для TE устройств, телефонов например, а по T — нет. Большинство NT-1 и NT-2 преобразователей умеют и то и другое, поэтому интерфейсы чаще всего называют S/T.

Сеть ISDN состоит из следующих компонентов:

· сетевые терминальные устройства (NT, англ. Network Terminal Devices)

· линейные терминальные устройства (LT, англ. Line Terminal Equipment)

· терминальные адаптеры (TA, англ. Terminal adapters)

· Абонентские терминалы

Билет № 9.-ИПУ