Welche Methode hat die schnellste Reaktionszeit bei der zentralen Busarbitrierung?

Bei der zentralisierten Bus-Arbitrierung hat der unabhängige Anforderungsmodus die schnellste Antwortzeit; die Steuerlogik der zentralen Bus-Arbitrierung ist grundsätzlich an einem Ort konzentriert und erfordert einen zentralen Arbiter, da jedes Gerät, das den Bus teilt, über einen verfügt Ein Paar aus Busanforderungsleitungen BRi und Busautorisierungsleitung BGi, sodass die Antwortzeit schnell ist und es weniger Zeit in Anspruch nimmt, das Gerät zu ermitteln, das zuerst antwortet, und es nicht erforderlich ist, ein Gerät nach dem anderen abzufragen.

Die Betriebsumgebung dieses Tutorials: Windows 10-System, DELL G3-Computer.

Welche Methode hat die schnellste Antwortzeit bei der zentralisierten Bus-Arbitrierung?

Unter den drei zentralisierten Bus-Arbitrierungsmethoden hat die unabhängige Anforderungsmethode die schnellste Antwortzeit, da es sich um eine Anforderung handelt, die vom Peripheriegerät unabhängig an die CPU ausgegeben wird.

Bei der Bus-Schiedsgerichtsbarkeit können mehrere Geräte oder Module im System gleichzeitig das Recht zur Nutzung des Busses beantragen. Um Buskonflikte zu vermeiden, muss die Bus-Schiedsstelle die Antragsteller, die dies benötigen, angemessen kontrollieren und verwalten Besetzen Sie den Bus im System. Wenn Antragsteller gleichzeitig Busanfragen stellen, wird ein bestimmter Prioritätsalgorithmus verwendet, um zu entscheiden, wer das Recht zur Busnutzung erhalten soll.

Entsprechend den unterschiedlichen Positionen der Bus-Arbitrierungsschaltung werden die Arbitrierungsmethoden in zwei Kategorien unterteilt: zentralisierte Arbitrierung und verteilte Arbitrierung:

Zentralisierte Bus-Arbitrierung

Die Steuerlogik der zentralisierten Bus-Arbitrierung ist grundsätzlich zentralisiert. An einer Stelle ist ein zentraler Schiedsrichter erforderlich, der in den Kettenabfragemodus, den Zähler-Timing-Abfragemodus und den unabhängigen Anforderungsmodus unterteilt ist.

(1) Kettenabfragemethode

Die Hauptmerkmale der Kettenabfragemethode: Busberechtigungssignal BG Wird seriell von einer I/O-Schnittstelle zur nächsten übertragen. Wenn die Schnittstelle, an der der BG ankommt, keine Busanforderung hat, wird die Abfrage fortgesetzt. Wenn die Schnittstelle, an der der BG ankommt, eine Busanforderung hat, wird das BG-Signal nicht mehr nach unten abgefragt und die E/A-Schnittstelle erhält die Bussteuerung. Das Gerät, das dem zentralen Arbiter am nächsten ist, hat die höchste Priorität, die durch die Prioritätswarteschlangenschaltung der Schnittstelle erreicht wird.

Vorteile der Kettenabfragemethode: Es können nur wenige Leitungen verwendet werden, um die Busarbitrierung in einer bestimmten Prioritätsreihenfolge zu implementieren, was die Erweiterung der Ausrüstung erleichtert.

Nachteile der Kettenabfragemethode: Sie ist sehr empfindlich gegenüber Schaltungsfehlern in der Abfragekette. Liegt ein Fehler in der Schaltung der betreffenden Kette in der Schnittstelle des i-ten Geräts vor, dann werden die Geräte nach dem i-ten abgefragt. Das Gerät wird dann nicht funktionieren. Die Priorität der Abfragekette ist festgelegt. Wenn ein Gerät mit hoher Priorität häufig Anfragen erhält, kann es sein, dass ein Gerät mit niedrigerer Priorität den Bus längere Zeit nicht nutzen kann.

(2) Zähler-Timing-Abfragemethode

Wenn ein Gerät am Bus die Nutzung des Busses anfordert, sendet es eine Busanforderung über die BR-Leitung. Nachdem der zentrale Arbiter das Anforderungssignal empfangen hat, beginnt der Zähler zu zählen, wenn die BS-Leitung „0“ ist, und der Zählwert wird über eine Reihe von Adressleitungen an jedes Gerät gesendet. Jede Geräteschnittstelle verfügt über eine Geräteadressen-Unterscheidungsschaltung. Wenn der Zählwert auf der Adressleitung mit der Geräteadresse übereinstimmt, die den Bus anfordert, setzt das Gerät die BS-Leitung auf „1“ und erhält das Recht, den Bus zu verwenden. die Zählabfrage wird beendet.

Jede Zählung kann bei „0“ oder am Stopppunkt beginnen. Wenn es bei „0“ beginnt, ist die Priorität jedes Geräts dieselbe wie bei der Kettenabfragemethode und die Prioritätsreihenfolge ist festgelegt. Beim Start vom Haltepunkt nutzt jedes Gerät den Bus mit gleicher Priorität.

Der Anfangswert des Zählers kann auch programmgesteuert festgelegt werden, wodurch die Priorität leicht geändert werden kann, diese Flexibilität geht jedoch zu Lasten einer Erhöhung der Zeilenanzahl.

(3) Unabhängige Anforderungsmethode

Jedes Gerät, das den Bus gemeinsam nutzt, verfügt über ein Paar Busanforderungsleitungen BRi und Busautorisierungsleitungen BGi. Wenn ein Gerät die Nutzung des Busses erfordert, wird das Anforderungssignal des Geräts gesendet. Die Warteschlangenschaltung im zentralen Arbiter entscheidet, auf welche Geräteanfrage zuerst reagiert werden soll und gibt dem Gerät das Autorisierungssignal BGi.

Vorteile der unabhängigen Anfragemethode: Die Antwortzeit ist schnell und es dauert weniger Zeit, das Gerät zu ermitteln, das zuerst antwortet. Es ist nicht erforderlich, ein Gerät nach dem anderen abzufragen. Zweitens ist die Steuerung der Priorität recht flexibel. Sie kann im Voraus festgelegt oder per Programm geändert werden. Sie können auch eine bestimmte Anfrage blockieren (verbieten) und nicht auf Anfragen von ungültigen Geräten reagieren.

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Verteilte Schlichtung

Die verteilte Schlichtung erfordert keinen zentralen Schiedsrichter. Jedes potenzielle Master-Funktionsmodul verfügt über eine eigene Schlichtungsnummer und einen eigenen Schlichter. Wenn sie eine Busanforderung haben, senden sie ihre eindeutigen Arbitrierungsnummern an den gemeinsam genutzten Arbitrierungsbus, und jeder Arbiter vergleicht die auf dem Arbitrierungsbus erhaltene Nummer mit seiner eigenen Nummer. Wenn die Nummer auf dem Arbitrierungsbus groß ist, wird auf seine Busanforderung nicht geantwortet und seine Arbitrierungsnummer wird widerrufen. Schließlich verbleibt die Schlichtungsnummer des Gewinners auf dem Schlichtungsbus. Offensichtlich basiert die verteilte Schiedsgerichtsbarkeit auf der Prioritätsschiedsgerichtsstrategie.

Weitere Informationen zu diesem Thema finden Sie in der Spalte „FAQ“!

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