컴퓨터구조론#12

LeeMir, 17 May 2021

제7장 시스템버스, I/O 및 인터럽트

시스템 버스

컴퓨터 시스템의 구성 요소들을 상호 연결해주는 중심 통로
버스
- 구성 요소들 간에 교환할 각종 정보들을 전송하는 선들로 구성
- 버스 폭(버스 선의 수)
  - 한 번에 전송할 수 있는 데이터 비트들의 수, 기억장치 주소 비트들의 수 및 제어 신호들의 수에 따라 결정됨
- 소형 컴퓨터에서는 50 ~ 100개, 중대형급 시스템에서는 100개 이상의 신호선들을 사용함
- 버스 대역폭(bus bandwidth)
  - 버스의 속도를 나타내는 척도
  - 단위 시간 당 전송할 수 있는 데이터 양
  - 버스 클록의 주파수와 데이터 버스의 폭의 곱으로 계산
- 버스의 종류 : 주소 / 데이터 / 제어 버스
주소 버스
- CPU가 기억장치 또는 입출력장치로 주소를 전송하기 위한 선들의 집합
- 무조건 단방향
- 주소 버스의 비트 수에 의해 시스템에 접속될 수 있는 전체 기억장치 용량이 결정됨
데이터 버스
- 시스템 요소들 사이에 데이터를 전송하는 데 사용되는 선들의 집하
- 양방향 전송
- 버스 폭 = CPU와 기억장치 사이에 한 번에 전송되는 비트 수
제어 버스
- CPU와 기억장치 및 I/O 장치 사이에 제어 신호들을 전송하는 선들의 집합
- 사용하는 신호
  - 기억장치 읽기-쓰기 신호와 I/O 읽기-쓰기 신호
  - 버스 중재를 위한 신호
    - 중재 버스(arbitration bus)
      - 버스 중재를 위한 신호 선들의 집합
      - 버스 마스터 : 시스템 버스에 접속되는 요소들 중에서 버스 사용의 주체가 되는 요소들
        
        예 : CPU, 기억장치 모듈, I/O 제어기 등
      - 버스 중재 : 시스템 버스에 접속된 두 개 또는 그 이상의 버스 마스터들이 동시에 버스를 사용하고자 할 때 순서대로 한 개의 마스터씩 버스를 사용할 수 있게 해주는 동작
      - 사용하는 신호
        
        버스 요구 신호 : 버스 마스터가 버스 사용을 요구했음을 알리는 신호
        
        버스 승인 신호 : 버스 사용을 요구한 마스터에게 사용을 허가하는 신호
        
        버스 사용중 신호 : 현재 버스가 사용되고 있는 중임을 나타내는 신호
  - 인터럽트 매커니즘을 위한 신호
    - 인터럽트 요구 / 확인 신호
    - I/O 장치가 인터럽트를 요구, CPU가 인터럽트 요구를 확인
  - 버스 클록 신호 : 동기식 버스에서 버스 동작들의 시작 시간을 일치시키기 위하여 제공되는 공통 클록 신호
    - rising(positive) edge 또는 falling(negative) edge를 사용
  - 리셋 신호 : 모든 시스템 요소들의 동작을 초기화시키는 신호