1 Мультиплексор позволяет пропускать на выход либо разряды адреса, либо состояние счетчика регенерации.
В управляющую часть устройства входит синхрогенератор, таймер для обеспечения режима регенерации и триггер регенерации.
Существует узел, который называется арбитр, который позволяет принимать решения пол захвату системной шины.
Логическая схема L вырабатывает необходимые вырабатывающие сигналы на системную шину.
В общем случае контроллер динамической памяти производит преобразования сигналов системной шины, сигнала управления динамическим ОЗУ.
Регенерация может осуществляться как во внутреннем режиме, так и во внешнем. В случае внутреннего режима период регенерации задается таймером. Если в процессе работы возникают два запроса (один – на естественный цикл работы с памятью, а другой – на цикл внутренней регенерации), то арбитр отдает предпочтение естественному циклу обращения к памяти, т.е. в этом случае арбитр разрешает проводить внутреннюю регенерацию во время отсутствия циклов процессора на системной шине.
Организация кэш-памяти.
КЭШ-память – это промежуточная память между процессором и основной оперативной памятью. Главное назначение КЭШ-памяти – это согласование полосы пропускания между процессором и оперативной памятью.
Под полосой пропускания понимается количество передаваемых бит за единицу времени. Очевидно, что быстродействие процессора выше возможной скорости обмена с оперативной памятью. Т.е. оперативная память не может работать на тактовой частоте процессора. Это происходит за счет того, что существуют большие задержки при выборе информации из памяти. Для согласования информационных потоков между процессором и памятью увеличивают ширину обращения к памяти. Например, при обращении к памяти читают не одно двоичное слово (4 байта), а сразу считывают строку из четырех двоичных слов (16 байт).
Структурная схема такого обращения:
Важным моментом является то, что используются блоки ОЗУ расслоения адресов. Расслоение означает, что последовательность адресов двоичных слов располагается в независимых блоках памяти. Дальше вводят регистры данных по одному для каждого блока памяти. Эти регистры уже на основе статического способа запоминания, работающие близко и расположенные как можно ближе к процессору или в самом процессоре. Важность расположения КЭШ-памяти в самом процессоре заключается в том, что можно использовать частоту процессора, а не частоту материнской платы.
При введении КЭШ-памяти все равно остается задержка при чтении первой строки данных из оперативной памяти. Обычно эту проблему решают с помощью разделения машинных команд на команды действия и на команды обращения к памяти. Под командами действия понимают команды типа регистр-регистр, когда не происходит обращения к памяти.
Команды обращения к памяти – чтение или запись данных между РОН и ячейкой памяти. Иногда проблему задержки при первом обращении к памяти решают с помощью вынесения команд загрузки данных в КЭШ-память заблаговременно за несколько команд до их использования.
Системы адресации кэш-памяти.
При оперативном обращении к КЭШ – памяти процессор указывает адрес данных в оперативной памяти. Контроллер КЭШ-памяти перехватывает все обращения к памяти и этот адрес контроля КЭШ-памяти становится доступным. При первом обращении к конкретному слову данных контроллер КЭШ-памяти не заметит этого слова в своей КЭШ-памяти. Эту ситуацию называют КЭШ-промах. В этом случае запрос процессора обслужит оперативную память. Но при этом из памяти будет выбрано не одно заданное двоичное слово, а вся строка, т.е. 4 двоичных слова. В результате вся строка будет записана в КЭШ-память, а затребованное двоичное слово будет отправлено в процессор. Адресация строк данных в КЭШ-памяти должна допускать нахождение этих данных по адресам двоичных слов в оперативной памяти. Эти адреса двойных слов называются тегами.
Этому требованию удовлетворяют следующие системы адресации:
Аппаратная ассоциативная выборка;
Адресация с прямым отображением адресов;
Множественно – ассоциативная выборка.