Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação

Tamanho: px

Começar a partir da página:

Download "Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação"

Edson Guimarães Almeida
7 Há anos
Visualizações:

Computação Aula 7-T 2. Máquinas Sequencias Síncronas.

1 Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação Aula 7-T 2. Máquinas Sequencias Síncronas. Estudo de Caso: de (Acesso Direto à ). guntzel@inf.ufsc.br

2 de (C) O controlador de no sistema Sinais: confirmação = Bus Request (requisição de barramento) = Bus Grant (concessão de barramento) = Read WR= Write = select (seleciona ) = register select (seleciona registrador) OBS: o C tem seu próprio endereço no sistema. Slide 7T.2

3 de (C) Estrutura Interna (exemplo) seleção de seleção de registrador leitura escrita requisição do barramento WR Bloco de Controle (FSM) cre Registrador de ends incre ccp deccp cro Contador de palavras = 0? Reg. de operação concessão do barramento requisição de confirmação de p/ dispositivo Slide 7T.3

4 de (C) seleção de seleção de registrador leitura escrita requisição do barramento WR Bloco de Controle (FSM) cre Registrador de ends incre ccp deccp cro Contador de palavras = 0? Reg. de operação concessão do barramento requisição de confirmação de p/ dispositivo O C possui três registradores internos. Cada um tem um endereço específico no sistema (todos os três sob o mesmo endereço do C ) A programação de cada registrador exige no mínimo um ciclo de relógio. Assumir que o C e a trabalham sincronizados pelo mesmo sinal de relógio. O s tempos de escrita e de leitura da memória ficarão transparentes ao C, pois ele ficará esperando que o dispositivo sinalize a conclusão da transferência de uma palavra. Slide 7T.4

5 de (C) Suponha um sistema computacional com 8 bits para endereço. Logo, o espaço de endereçamento será [ , ], ou [00, FF] em hexa (ou [ 0, 255 ] em decimal). Suponha que o endereço do C no sistema seja XX Então, os dos registradores serão: Como este C tem apenas 3 registradores, apenas 3 serão utilizados. Slide 7T.5

6 de (C) Projetar um circuito digital capaz de identificar a faixa de XX. Este circuito é usado pelo decodificador de XX Decodificador de 8 Provém do barramento de Circuito digital 6 n n 2 Slide 7T.6

7 de (C) Mas para que serve o decodificador de? XX 8 Decodificador de n 6 Circuito digital seleção de n En cre Registrador de ends Contador de palavras Reg. de operação 2 ccp seleção de registrador cro Slide 7T.7

8 de (C) seleção de seleção de registrador 2 En cre Registrador de ends incre Contador de palavras Reg. de operação leitura escrita WR ccp deccp cro = 0? requisição do barramento concessão do barramento Bloco de Controle requisição de confirmação de p/ dispositivo Slide 7T.8

9 de (C) confirmação Versão 1 (1 canal e 1 modo de transf.) Assumiremos que: Existem somente um dispositivo Há apenas um modo de transferência: bloco As palavras transferidas não passam por dentro do C (vão do disp. E/S para a memória ou vice-versa, via barramento) Tanto o barramento de dados quanto o de têm largura de 8 bits. Slide 7T.9

10 de O dispositivo envia uma requisição de confirmação Slide 7T.10

11 de O C solicita o barramento à (fazendo =1) =1 confirmação Slide 7T.11

12 de =1 confirmação Inicia-se a fase de programação do C (a programa o C): A seleciona o C, colocando no barramento de o endereço de um dos registradores do C. Ao mesmo tempo, a coloca no barramento de dados o valor a ser programado no registrador (do C) selecionado. Slide 7T.12

13 de =1 confirmação Continuação da fase de programação do C: A coloca no barramento de o endereço de outro registrador do C. Ao mesmo tempo, a coloca no barramento de dados o valor a ser programado no registrador selecionado. (Este passo será repetido para programar cada um dos registradores internos ao C. Ver comentário mais adiante.) Slide 7T.13

14 de =1 =1 Conclusão da fase de programação do C: A avisa o C que a programação está pronta, concedendo o barramento (=1) confirmação Slide 7T.14

15 de =1 R=1 ou W=1 confirmação O C coloca no barramento de o valor do registrador de, faz R=1 ou W=1 (conforme for o caso) e levanta o sinal confirmação para avisar o dispositivo que a transferência de uma palavra já pode ocorrer Slide 7T.15

16 de =1 R=1 ou W=1 confirmação Quando o dispositivo recebe a confirmação, ele baixa o sinal de requisição de e inicia a transferência direta com a memória. Se for uma leitura da memória, o dispositivo irá esperar que a leitura da memória ocorra para então, ler o dado do barramento. Se for escrita da memória, o dispositivo irá colocar o dado no barramento e esperar que a memória leia-o. Slide 7T.16

17 de =1 Slide 7T.17 R=1 ou W=1 confirmação Quando a transferência de uma palavra entre dispositivo e memória for concluída, o dispositivo avisa ao C levantando o sinal. Neste momento o C incrementa o registrador de endereço e decrementa o registrador de palavras. O C também verifica se o registrador de palavras atingiu o valor zero. Caso positivo, a transferência termina. Caso negativo, o C levanta o sinal confirmação para que seja transferida uma nova palavra.

18 de =1 =1 Quando o C verifica que o contador de palavras atingiu o valor zero, ele interrompe a fazendo o sinal interrupação valer 1. confirmação Slide 7T.18

19 de =1 =0 A baixa o valor de. Fim da transferência de um bloco. confirmação Slide 7T.19

20 de (C) Desenhar o diagrama de estados para este C (assumindo o modelo de Moore) Slide 7T.20

21 C, versão 1 =0 S0 S1 S6 =1 zero=1 S2 zero=0 S5 S3 S4 Slide 7T.21

22 de (C) S0 =0 S1 S6 =1 zero=1 S2 S3 zero=0 S5 S4 confirmação Slide 7T.22

23 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 S2 S3 zero=0 S5 S4 confirmação O dispositivo envia uma requisição de Slide 7T.23

24 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 S2 S3 zero=0 S5 S4 =1 confirmação O C solicita o barramento à (fazendo =1) Slide 7T.24

25 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 S2 S3 zero=0 S5 S4 =1 confirmação Inicia-se a fase de programação do C (a programa o C): A seleciona o C, colocando no barramento de o endereço de um dos registradores do C. Ao mesmo tempo, a coloca no o valor a ser programado no registrador (do C) selecionado. Slide 7T.25

26 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 S2 S3 zero=0 S5 S4 =1 confirmação Continuação da fase de programação do C: A coloca no barramento de o endereço de outro registrador do C. Ao mesmo tempo, a coloca no o valor a ser programado no registrador selecionado. (Este passo será repetido para programar cada um dos registradores internos ao C. Ver comentário mais adiante.) Slide 7T.26

27 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 =1 =1 confirmação S2 S3 zero=0 S5 S4 Conclusão da fase de programação do C: A avisa o C que a programação está pronta, concedendo o barramento (=1) Slide 7T.27

28 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 =1 S2 S3 zero=0 S5 S4 R=1 ou W=1 confirmação O C coloca no barramento de o valor do registrador de, faz R=1 ou W=1 (conforme for o caso) e levanta o sinal confirmação para avisar o dispositivo que a transferência de uma palavra já pode ocorrer Slide 7T.28

29 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 =1 R=1 ou W=1 confirmação Quando o dispositivo recebe a confirmação, ele baixa o sinal de requisição de e inicia a transferência direta com a memória. Se for uma leitura da memória, o dispositivo irá esperar que a leitura da memória ocorra para então, ler o dado do barramento. Se for escrita da memória, o dispositivo irá colocar o dado no barramento e esperar que a memória leia-o. S2 S3 zero=0 S5 S4 Slide 7T.29

30 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 =1 Slide 7T.30 R=1 ou W=1 confirmação Quando a transferência de uma palavra entre dispositivo e memória for concluída, o dispositivo avisa ao C levantando o sinal requisição. Neste momento o C incrementa o registrador de endereço e decrementa o registrador de palavras. O C também verifica se o registrador de palavras atingiu o valor zero. Caso positivo, a transferência termina. Caso negativo, o C levanta o sinal confirmação para que seja transferida uma nova palavra. S2 S3 zero=0 S5 S4

31 de S0 =0 S1 =1 S6 zero=1 S2 zero=0 S5 S3 S4 =1 =1 confirmação Quando o C verifica que o contador de palavras atingiu o valor zero, ele interrompe a fazendo o sinal valer 1. Slide 7T.31

32 de =1 =0 confirmação A baixa o valor de. Fim da transferência de um bloco. Slide 7T.32

33 C, versão 2 confirmação Versão 2 (2 canais e 2 modo de transf.) Assumiremos que: Existem dois dispositivos Há dois modos de transferência: bloco e palavra As palavras transferidas não passam por dentro do C (vão do disp. E/S para a memória ou vice-versa, via barramento) Tanto o barramento de dados quanto o de têm largura de 8 bits. Slide 7T.33

34 C, versão 2 Para especificar o modo de transferência (bloco ou palavra), há um quarto registrador (denominado de modo ) Supor que no modo palavra, após uma palavra ser transferida, o C verifica se ainda vale 1. Caso positivo, a transferência prossegue. Caso negativo, o C pára de transferir e a retoma o barramento. Neste caso, o C fica aguardando que volte a ser 1 para então, prosseguir a transferência extamente do ponto em que parou. Para cada um dos dois dispositivos, há um par de fios (req, conf). Chamá-los de req0, conf0, req1 e conf1. No caso de ambos dispositivos (disp0 e disp1) solicitarem uma transferência, considerar que disp0 tem prioridade. Slide 7T.34

35 C, versão 2 Desenhar o diagrama de blocos da estrutura interna da versão 2 do C. Desenhar o diagrama de estados para este C (assumindo o modelo de Moore). Slide 7T.35

36 Referências Bibliográficas MANO, Morris. Logic and Computer Design Fundamentals. Ed. Pretince-Hall p STALLINGS, William. Arquitetura e Organização de Computadores. 5ª edição. São Paulo: Prentice-Hall, Slide 7T.36

Documentos relacionados

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Curso de Graduação em Ciências da Computação Sistemas Digitais INE 5406 Aula 10-P Refinamento das especificações