Методы уменьшения шумов и повышения помехоустойчивости ЭВМ

Страница: 9/12

Системная память.В системах,совместимых с МП-спецификацией, используется архитектура памяти стандарта AT.Вся память используется как системная за исключением адресов,

зарезервированных под устройства ввода-вывода и BIOS.

МП-системы нуждаются в значительно более высокой пропускной способности по сравнению с однопроцессорными. Требования возрастают пропорционально числу процессоров на шине памяти.Поэтому спецификация содержит рекомендации использовать кэши второго уровня,призванные снизить трафик по шине и реализующие следующие функции:стратегия обновления с обратной записью и протокол определения согласованности кэшей.От кэшей второго уровня и контроллеров шины памяти требуется,чтобы они были полностью прозрачны для программных средств.

Шина расширения ввода-вывода.Спецификация обесречивает построение МП-систем на основе платформ PC/AT,отвечающих промышленным стандартам.В проектах могут быть использованы стандартные шины ISA,EISA,MCA,VL и PCI.

BIOS выполняет функции слоя,изолирующего особенности аппаратных средств от ОС и программных приложений. Стандартный однопроцессорный BIOS выполняет следующие функции:проверяет системные компоненты;строит таблицы конфигурации,используемые ОС;инициализирует процессор и всю остальную систему.

В многопроцессорных системах BIOS дополнительно выполняет следующие функции:передает информацию о конфигурации в ОС, которая идентифицирует все процессоры и другие компоненты МП-систем;переводит все процессоры и другие компоненты многопроцессорной системы в заданное состояние.

Одна из главных целей этой спецификации состоит в том, чтобы обеспечить возможность построения микроядерных ОС

для многопроцессорных систем.Это достигается благодаря гибкому балансу между возможностями аппаратуры и BIOS. Посредством BIOS потенциально огромное разнообразие аппаратных конфигураций уменьшается всего до нескольких вариантов,которые могут быть обработаны на начальной загрузочной фазе работы ОС.

Спецификация аппаратных средств.

Для того,чтобы ОС могла работать на многопроцессорных платформах,аппаратные средства должны обладать определенным набором свойств.Их спецификация определяет способ реализации компонентов,перечисленных в предыдущем разделе.Соответствие

спецификации подразумевает несколько аспектов,которые перечислены ниже.

Конфигурация системной памяти.Спецификация МП-памяти основывается на стандартной карте памяти PC/AT размером до

4 Гбайт.

Кэшируемость и доступность физической памяти для процессоров.Кэшируется вся память,за исключением области, отведенной для описания регистров локального блока APIC.Все процессоры имеют доступ к главной памяти и участкам памяти,отведенным под ROM BIOS.

Требования к реализации внешних кэшей.Часто для улучшения рабочих характеристик в МП-системах приходится использовать внешние кэши.Наличие и детали реализации внешних кэшей в спецификации MPS не рассматриваются.Однако,если предполагается их использовать,они должны отвечать определенным требованиям:

-внешние кэши должны поддерживать согласованность между собой,с главной памятью,внутренними кэшами и другими важными устройствами.

-процессоры должны обмениваться между собой надежным образом,что означает невозможность взаимовлияния в тех случаях,когда сразу несколько процессоров получают доступ к одной области памяти.Внешние кэши должны гарантировать,что все блокированные операции видимы другим процессорам.

Управление памятью(блокировка).Для защиты целостности некоторых критических операций с памятью Intel-совместимые процессоры используют специальный сигнал.Разработчики системных программных средств должны использовать этот сигнал для управления доступом процессоров к памяти.

Для гарантии AT-совместимости блокировка некорректных операций с памятью в AT-совместимых шинах в согласованной системе должна реализовываться строго в соответствии со спецификациями на шины.

Упорядочение записей в памяти.Применяется при управлении устройствами ввода-вывода,чтобы операции с памятью и вводом-выводом выполнялись строго в запрограммированном порядке. Строгое упорядочивание операций ввода-вывода поддерживается процессорами.

Для оптимизации функционирования памяти процессоры и микропроцессорные наборы часто реализуют буферы записи и кэши обратной записи.Intel-совместимые процессоры гарантируют упорядоченный доступ процессоров ко всем внутренним кэшам и буферам записи.

Управление прерываниями.В МП-совместимой системе прерывания управляются контроллерами APIC.Контроллеры APIC являются элементом распределенной аррхитектуры,в которой функции управления прерываниями распределены между двумя функциональными блоками.Эти блоки обмениваются информацией чере шину ICC.Устройство ввода-вывода определяет появление прерывания,адресует его локальному блоку и посылает по шине ICC.

Реферат опубликован: 4/05/2009