Новые типы динамической памяти: edram, cdram, sdram, rdram, sldram.

 

Технологии CDRAM (CASHE DRAM) и EDRAM (Enhanced DRAM)

Основаны на интеграции небольшого количества ячеек статической памяти (15 нс) к относительно медленной динамической памяти (40 нс). Например: 4 Мб DRAM и 16 Кб SRAM. Статическая память выполняется ка КЭШ прямого отображения или наборно-ассоциативный КЭШ.

SDRAM (Synhronous DRAM) быстродействие > 2.

Подобные интегральные микросхемы имеют трехступенчатую конвейерную архитектуру, и кроме того доступ к двум блокам памяти с чередованием адресов. Тактирование микросхем осуществляется внешней частотой для МП и могут работать на частотах 66, 75, 83 и 100 МГц.

Конвейеризование — совмещение операции выборки ячейки памяти с передачей предыдущей ячейки в буфер.

Первый доступ в пакетном режиме для SDRAM выполняется медленнее, чем, например, для EDRAM, для последующих трех наоборот (база конвейеризации).

Наиболее быстродействующей является память RDRAM (Rambus DRAM). Тактируется с частотой 250 МГц и имеет пиковую скорость передачи (9 бит организация) до 500 Мбайт/с.

Так как f_такт = 250 МГц, то предъявляются высокие требования и к печатным платам.

Наибольшее применение нашли микросхемы типа EDODRAM (Extended Data Out) или ее разновидность BEDORAM (Burst), так как обеспечивается более высокое быстродействие в пакетном режиме и полное совместимость с современными SYMM - модулями.

В этих типах используются специальные регистры- защелки, в которых помещается считываемая строка или ее часть. Благодаря этому отпадает необходимость в повторной выборке строки.

 

В BEDORAM выборка 4 операндов для передачи происходит автоматически. Здесь имеется специальный счетчик слов.

В Burst - режиме не требуется дешифрирование адреса столбца. Его адрес получается инкрементированием с помощью счетчика слов, что увеличивает быстродействие.

На частоте 66 МГц параметры пакетного режима для FPM — 7-3-3-3, для EDO — 7-2-2-2, а для BEDO — 7-1-1-1.

SLDRAM - разработана для применения в самом широком спектре ПК — от настольных и мобильных компьютеров до высокопроизводительных рабочих станций и серверов. Это достигается благодаря высокой пропускной действительной способности и эффективности, маленьким задержкам, низкому энергопотреблению, легкой возможности наращивания объема и расширяемости (масштабирования) для обеспечения широкой и/или глубокой иерархии конфигурации подсистемы памяти. Микросхема SLDRAM предоставляет собой внутрикристальную конфигурацию множественных независимых логических банков, обеспечивает быстрые циклы обращения шины (Bus Turnaround) при проведении операций чтения/записи и способность работать в полностью конвейеризированном пакетном режиме.

 

Способы защиты памяти.

1. Защита отдельных ячеек памяти.

2. Метод программных регистров.

3. Метод ключей защиты.

 

1. Защищается от записи каждая ячейка памяти. К каждому байту добавляется специальный бит, установка которого запрещает запись в эту ячейку.

“ —” 1. Большое количество специальной информации.

2. Отсутствие защиты от считывания (мало режимов защиты)

В системах с мультипрограммной обработкой большого числа программ, защищаются не отдельные ячейки, а области памяти или блоки, на которые делится вся ОП. При этом для каждого блока указываются для разных блоков различные допустимые режимы обращения.

2. Метод граничных регистров

Состоит во введении двух граничных регстров, указывающих верхнюю и нижнюю границы области ОП, куда программа имеет право доступа.

 

При каждом обращении к ОП проверяется находится ли адрес в установленных границах. При выходе за границы обращение подавляется и формируется запрос на прерывание, передающий управление ОС. Содержание граничных регистров устанавливается ОС перед активизацией программ. Команды загрузки должны относиться к привилегированным командам.

— доступ ограничивается линейным пространством

3. Метод ключей защиты.

Является наиболее гибким. Он позволяет ограничивать доступ к областям памяти, расположенным не подряд.

Память в логическом отношении делится на одинаковые блоки. Каждому блоку ставится в соответствие код, называемый ключом защиты памяти, а каждой программе присваивается код ключа программы. Доступ программы к данному блоку памяти разрешен, если ключи совпадают, или один из них имеет код 0.

Коды ключей защиты ОП хранятся в более быстродействующей, чем ОП (КЭШ -памяти).

 

 

Длина ключа определяется максимальным количеством выполняемых одновременно задач (4 — при 16 прогр. на ЕС ЭВМ).

Если код ключа программы = 0000, то эта ОС имеет доступ ко всему.

Если код ключа защиты ОП = 0000, то это общедоступная программа.

Коды ключей устанавливаются ОС и относятся к привилегированным операциям.

22. Поддержка мультизадачности в МП i486+. Использование сегмента состояния задачи (TSS – Task State Segment).

 

В процессорах i486+ поддерживается аппаратные средства мультизадачности. Процедура переключения задач во многом аналогична процедуре прерываний.

 

Мультизадачность однопроцессорной среды реализуется через механизм разделения времени, т.е. каждой задаче выделяется квант времени и создаётся иллюзия параллельности выполняющихся программ. Переключение задач в общем случае похоже на вызовы, но при этом хранится больше информации. Для поддержки мультизадачности в МП i486+ используется: TSS, дескриптор TSS, регистр задач и дескриптор шлюза задач. TSS служит для сохранения информации о задаче. Это сегмент данных для считывания и записи, к которому может обратиться только МП (доступ программы к нему запрещен). TSS определяется дескриптором.

База		U	Предел	Р	DPL		10B1	База
База	Предел

U – User. B – бит занятости (Busy) – активна ли задача в данный момент. Предел ³ 64 Н. DPL определяет того, кто имеет возможность переключения задач (обычно = 0). Дескрипторы TSS размещается только в GDT и выбирается селектором, который находится в регистре TR.

Одновременно реализуется одна задача (процесс). Ей соответствует контекст (среда). Специальных команд переключения задач нет. Используются команды межсегментного перехода (JMP) или межсегментного вызова (CALL), а также прерывания, в том числе, особые случаи. JMP и CALL могут быть прямые — сразу с выходом на дескриптор TSS (сегмента состояния задачи) в GDT или косвенные — черезшлюз задачи ШЗ (в IDT). Переключение задач по прерываниям — только косвенное — через ШЗ. Обычный вызов подпрограммы CALL сохраняет содержимое нужных регистров в стеке, программы могут быть реентрантными (обладающими свойством повторной входимости). При переключении задач по CALL создается новая среда, содержимое EFLAGS сохраняется, но не в стеке, а в сегменте TSS. Задачи нереентрантны.

 

Различают два варианта сегмента TSS — 16- и 32-битный. В 16-битном размещается содержимое 8 регистров общего назначения (AX, BX, CX, DX, BP, SP, SI, DI), 4 сегментных регистров (CS, SS, DS, ES), 2 регистров IP, FLAGS, системного регистра LDT (LDTR), селектора адреса возврата («Обратная связь»), 3 пары (SS, SP) для 3 стеков. Три стека используются в связи с четырьмя уровнями (кольцами) привилегий так называемой защиты памяти по привилегиям — 0, 1, 2, 3.

 

Процедура переключения задач («выходящая» задача сменяется «входящей» задачей) связана с изменением содержимого системного регистра TR. Там будет находиться селектор виртуального адреса TSS. Индекс из этого селектора адресует дескриптор TSS (в GDT), сначала старый, потом — новый. Под управлением старого DTSS происходит выгрузка регистрового контекста в сегмент TSS выходящей задачи, а затем — под управлением нового DTSS — загрузка в регистры содержимого соответствующих элементов сегмента TSS входящей задачи.