버스 중재 (Bus Arbitration)

I. 버스 중재 (Bus Arbitration)의 개요

가. 버스 중재의 개념

  • 버스 경합이 발생하였을 때, 각 버스 마스터가 미리 정해진 기준에 따라 순서대로 버스를 사용할 수 있게 해주는 기술

나. 버스 중재를 위한 구성 요소

  • 버스 마스터: 시스템 버스에 연결된 컴퓨터의 기본 장치
  • 버스 경합: 여러 버스 마스터가 동시에 시스템 버스 사용 요구 시 버스 경합이 발생
  • 버스 중재기: 버스 중재를 수행하는 하드웨어 모듈

 

II. 버스 중재 방식

구분버스 중재 방식설명
버스 중재기의 위치중앙집중식 중재 방식– 단독 버스 중재기로, 여러 버스 마스터들이 생성하는 버스 요구 신호들은 버스 중재기가 단독으로 수신
– 버스 중재기는 중재 원칙에 따라 선택된 버스 마스터에게 버스를 사용할 수 있는 승인 신호 전달
분산식 중재 방식– 버스 마스터들에 각각 별도의 버스 중재기가 존재
– 버스 중재기 회로가 간단하여 동작속도 빠름
– 문제 발생 버스 중재기를 찾기 어렵고, 하나의 버스 중재기 고장이 전체에 영향 가능성
제어 신호의 연결 형태병렬 중재 방식– 버스 마스터가 독립적인 버스 요구 신호선을 통해 각 버스 요구 신호를 중재 회로로 입력
– 독립적으로 버스 사용 요구/사용 승인 신호 사용
직렬 중재 방식– 버스 요구선과 승인 신호 선이 각각 한 개씩 존재하여, 각 신호 선이 버스 마스터에 직렬로 접속
– 접속되는 버스 마스터의 순서에 의해 우선순위 결정
우선순위 결정 방식고정 우선순위 방식– 우선순위가 하드웨어로 고정되어 변경 불가 방식
가변 우선순위 방식– 우선순위가 버스 마스터의 상태에 따라 수시로 변경
폴링 방식하드웨어 폴링 방식– 버스 중재기가 각 버스 마스터들에 버스 사용 여부를 n개 폴링선을 사용하여 주기적으로 질의
소프트웨어 폴링 방식– 폴링의 순서와 과정을 소프트웨어로 수행
– 느리지만 하드웨어 방식에 비해 유연성 높음
  • 각 분류 방식이 결합하여 조합되어 버스 중재 방식 사용

 

III. 조합 버스 중재 방식

방식개념도설명
중앙 집중식 고정 우선순위 방식– 모든 버스 마스터는 중재기에 하드웨어로 연결
– 근접한 버스 마스터의 우선순위가 가장 높음
분산식 고정 우선순위 방식– 버스 마스터가 독립된 중재회로 기반 동작 속도 빠름
– 고장 발생 시 찾는 방법이 복잡하고 전체에 영향
중앙 집중식 직렬 중재방식– 버스 중재기에서 출력되는 BGNT 신호 선이 하나로 데이지 체인 형태로 직렬 연결
– 우선순위는 연결된 버스 마스터 순서대로 결정
분산식 직렬 중재방식– 각 버스 마스터는 독립적으로 버스 중재기를 소유하며, 순환형 구조
– 데이지 체인 방식의 버스 승인 신호 (DBGNT)가 순환 승인 허가
– 하나의 중재기 결함 시 전체 중단
  • BREQ: 버스 마스터가 시스템 버스에 사용권한을 요청
  • BGNT: 시스템 버스가 CPU로부터 버스 사용권한을 허가 받아 버스 사용권한을 승인
  • BBUSY: 이미 사용중인 버스를 다른 버스 마스터가 사용하려고 할 때 사용중이라는 신호

 

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