Канал прямого доступа к памяти

Следующим шагом по повышению скорости работы процессора с памятью является применение процедуры приемов доступа в память. Эффект повышения быстродействия от этой процедуры заключается в том, что если работой с памятью управляет процессор, то для пересылки одного байта из памяти требуется примерно 10 минимальных циклов. Кроме того, процессор ведет два счетчика. 1 – счетчик текущего адреса массива, 2 – счетчик количества переданных байтов. Кроме того, в _обычном программном режиме__процессор выставляет все необходимые уровни (сигналы)на магистраль.

Канал прямого доступа в память представляет собой некоторое интеллектуальное устройство, которое располагается во внешнем устройства: например, контроллер в магнитных дисках, и снабжен соответствующим счетчиком с формирователем управляющих сигналов, а также имеет микропрограмму правильного чередования системных сигналов. Когда внешнее устройство приготовило массив данных для пересылки в память, канал прямого доступа захватывает магистраль и начинает передавать данные в память. Процессор приостанавливается лишь на тот момент, пока данные перебрасываются по шине. Это время примерно в 10 раз меньше, чем одна пересылка данных другим способом. После завершение передачи массива данных процессор вновь принимает на себя полное управление системной магистралью.

Достоинства: существенное повышение быстродействия системы.

Недостаток: необходимость создания интеллектуальных контроллеров для прямого доступа в память.

Если же в микропроцессорной системе на шине оказалось несколько устройств, имеющих канал прямого доступа в память, то возникает необходимость управления логикой этих устройств и мультиплексирование поступающих в них данных. Тогда для выполнения этих функций применяют групповой контроллер прямого доступа в память.

Виды запоминающих устройств.

Запоминающие устройства могут быть внешними и внутренними.

Внешние запоминающие устройства хранят данные на различных носителях (магнитные, оптические и др.)

Внутренние выполняются на микросхемах.

По способу работы с элементами запоминания, память может быть двух типов:

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – RAM или запоминающее устройство с произвольной выборкой (ЗУПВ)

Поскольку запоминающее устройство представляет собой матрицу, то в каждый момент времени мы можем адресовать и иметь доступ к любому элементу матрицы, т.е. к любому элементу памяти.

Мы можем осуществить произвольную выборку хранимой информации.

1. Существуют устройства с последовательной выборкой на (магнитных или лазерных дисках). В этом случае информация располагается на носителе в виде концентрических окружностей на дорожках, на каждой дорожке существует свое считывающее устройство (считывающая головка) если диск не смещается, или как правило одна головка, если диск смещается. В этом случае информация на диске располагается по секторам, существуют соответствующие метки на носителях, которые определяют начало сектора и только после этого можно считать данные с требуемой дорожки в требуемом секторе, поэтому для того, чтобы получить доступ мы должны в начале прочитать последовательно всю предыдущую информацию в этом секторе, поэтому такие устройства называются ЗУПВ.

2. Постоянно-запоминающее устройство (ПЗУ) ROM - Read Only Memory.

На сегодняшний день получили широкое распространение устройства физической памяти, которые сочетают в себе как особенности ОЗУ, так и особенности ПЗУ, т.е. длительное хранение данных.

ОЗУ в свою очередь подразделяются на статическую память, т.е память со статическими элементами, и динамическую.

Иногда выделяют регистровые запоминающие устройства, которые еще можно назвать RGRAM.

ПЗУ основаны на том, что осуществляют хранение чисел на числовой линейке, предварительно «записанных» в нее путем оставления (записывается «1») или уничтожения (записывается «0») специальных нихромовых перемычек внутри микросхемы. Т.о. ПЗУ могут быть однократно программируемые – PROM, многократно программируемые – ЕPROM, и память с элементом стирания – EEPROM.

В качестве запоминающих элементов, кроме p-n перехода, в матрице может быть применен микроскопический конденсатор, реализованный с помощью полупроводниковой технологии. Этот конденсатор в заряженном состоянии хранит 1, в разряженном 0, и эта процедура хранения длится долго после снятия питания.