Kytkentäkentän teknologia

HTML
DOWNLOAD

Koko: px

Aloita esitys sivulta:

Download "Kytkentäkentän teknologia"

Sinikka Jaakkola
6 vuotta sitten
Katselukertoja:

1 Kytkentäkentän teknologia Kertaus kentän rakenteeseen vaikuttavat teknologiset tekijät Huom. tätä ei löydy kirjasta! Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0 - Kertaus - Tilaporras - esimerkki Tilakytkin on yksinkertainen ristikytkentämatriisi, jonka kytkentäpisteitä ohjaamalla voidaan informaatiovirtaa suunnata. tulot lähdöt n & m Ohjausmuisti Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0 -

2 Kertaus - Aikaporras - sarjakirjoitus-osoiteluku KM kirjoitetaan aikavälilaskurin ohjaamana syklisesti tulopuolen tahdissa. KM luetaan ohjausmuistin sisällön osoittamana, ohjausmuistin osoite ja lähtö vastaavat toisiaan. Ohjausmuistia luetaan syklisesti kirjoitusosoite x n (x) Ohjausmuisti n lukuosoite m tulokehyspuskuri lähtökehyspuskuri 3 n 3 3 m n syklinen kirjoitus Kytkentämuisti Aikavälilaskuri m Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-3 Kertaus 3 - kaksiportaiset kentät Kytkentäkenttä muodostetaan erilaisilla kombinaatioilla tila- ja aikakytkimiä. Kaksiportaiset kytkentäkentät muodostetaan kahdella peräkkäisellä kytkimellä: Aika-aika (AA) Aika-tila (AT) Tila-aika (TA) Tila-tila (TT) Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-4

3 Kertaus 4 - tärkein -portainen kenttä on AT-kenttä AT-kenttä on rakenteeltaan vähäestoinen, sillä aikakytkin mahdollistaa aikavälien järjestelyn niin, että kytkentä tilakentässä on estotonta. Aikaväli 0 Aikaväli N Aikaväli 0 Aikaväli N Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-5 Closin -verkko M xr R xr 3 R xn M N 3 M N 3 R R R 3 M N 3 Porras : N = R Porras : M = R ja N = R 3 Porras 3: M 3 = R Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-6

4 Polun haku Closin kentässä perustuu portaiden välisten kaarien varaustilavektoreihin Tulokytkin A Lähtökytkin B Kaarien varaustila 0 - vapaa - varattu Haku Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-7 Teknologia - Moniportaisten kenttien ongelmat 9 Tarvitaan polun hakua 9 Jos tarvitaan nopeaa kytkentää, vaaditaan erittäin nopea ohjaus 9 Jos ohjaus ei ole riittävän nopea, kentän käyttöaste laskee 9 Jakelu ei ole itsestään selvyys - itse asiassa se on hankalaa 9 Moniaikavälikytkennät voivat synnyttää ongelmia, jos kulkuaikaviive kentässä ei ole vakio. Lisäksi esto voi kasvaa. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-8

5 Vaihtoehtona on lähteä teknologisista rajoitteista Ei pyritä optimoimaan yhtä suuretta eli krosspointtien lukumäärää, vaan tarkastellaan useita rajoitteita yhtä aikaa. Miten nopeita komponentteja on tarjolla. Mikä on komponenttien ajokyky. Kuinka tiiviisti komponentteja voidaan pakata ilman että syntyy lämpöongelmia (tehonkulutus). Kuinka pitkiä väyliä kenttään joudutaan rakentamaan. Pitkät väylät laskevat kentän sisäistä nopeutta ja vaikeuttavat mm vikojen paikantamista. Halu/haluttomuus käyttää erikoiskomponentteja. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-9 Nopeutuvat komponentit vievät kohti matriisikenttiä 9 SRAM on nopeampaa kuin DRAM 9 Nykyisellä SRAM tekniikalla voidaan helposti toteuttaa esim. 8k * M PCM matriisikenttä - tämän isompaa ei juuri kukaan haluakaan ==> Kapeakaistaverkkoissa jo 0 vuotta matriisikentät ovat vallitseva suunta. 9 Nopeutuvat loppukäyttäjän yhteydet pitävät moniporraskenttiä aina pinnalla. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-0

6 Matriisikentän ominaisuudet + Täysin estoton + Ei polun hakua - aina suoraan kytkettävissä, jos lähtö vapaa + Monipistekytkennät ( tulo --> monta lähtöä) helppoja + Vakioviive + Moniaikaväliset kytkennät helppoja - Kytkentä- ja ohjausmuistin neliöllinen kasvu - Laajakaistasiirto --> Muistin nopeus voi olla riittämätön --> Moniportaiset kentät Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0 - Nopea muisti pitää voida hyödyntää $/SRAM DRAM: ns väylän nopeus väylän nopeus 5 ns 0 ns muistin nopeus väylän pituus 9 Hinta rajoittaa kaikkein nopeipien muistien käyttöä. Suunnitteluhetkellä valitaan yleensä komponentteja, jotka tekevät tuotteesta kohtuuhintaisen samalla kun suorituskyky on riittävä. 9 Jotta nopeasta muistista saatais kaikki irti, väylien on oltava nopeita. Muistien ja väylien nopeudet kasvavat samassa tahdissa. 9 Kun väylien nopeus kasvaa, niiden taloudellinen pituus laskee käänteisesti tai nopeammin. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0 -

7 PCM-nopeudet vs. muistin nopeus Nopeus Aikavälin kesto, ns Bitin kesto, ns M M * M *M * M 5 -->64 8 PCM:ää voidaan kirjoittaa/lukea samaan muistipiiriin jatkuvasti reaaliajassa. --> ennen kytkentää aikavälit kannattaa kääntää rinnakkaismuotoon Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-3 Helposti voidaan toteuttaa aikaporras: M 8M 3M 8M Aikaporras Helposti syntyy esim 64 PCM -kenttä Kentässä on 8 x 64 = 8kbyteä Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-4

8 Kentän kuluttamaa tehoa täytyy rajoittaa, jotta lämpöongelmia ei synny fanout teho teho väylän pituus fanout vastaaottimen herkkyys 9 Mitä pitempää väylää annetun nominaalisen ajokyvyn komponentin täytyy ajaa, sitä pienempi on todellinen ajokyky. 9 Mitä useampaa komponenttia yksi komponenttilähtö syöttää, sitä enemmän tehoa ja virtaa kuluu. 9 Tehon kulutusta voidaan vähentää, jos käytettävissä on herkempiä vastaanottimia. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-5 Esimerkki matriisikentästä (DX 00) 0 63 S/R 0 7 cm 8 fanout=3 8 osoite k 3*64=k luku 6 km R/S 0 63 cm cm T = 8/048/64 = 6 ns --> muistijakso < 30 ns f i = 048*64/8 = 6M 048 PCM: km-koko= 6*8*8*k=M cm-koko=m ohjaus- ja kytkentämuisti Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-6

9 Matriisikenttä kasvaa neliöllisesti KM& CM 56PCM 5PCM Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-7 Matriisikentän selityksiä 9 S/R - Sarja-rinnan muunnin. Tulevat aikavälit käännetään rinnakkaismuotoon, jotta kentän sisäisten väylien nopeus pysyisi kohtuullisena. 9 R/S - ennen lähtöjä aikavälit käännetään takaisin sarjamuotoon PCM:n S/R + R/S on toteutettu yhdelle pistoyksikölle. Käytännöllistä, koska PCM:t ovat kaksisuuntaisia. 9 Yhteen kytkentälohkoon voidaan liittää max neljä S/R+R/S:ää. Määrä valitaan vaaditun kapasiteetin mukaan (64, 8, 9 tai 56 PCM:ää). 9 Yksi S/R+R/S syöttää max kahdeksaa rinnakkaista kytkentälohkoa. Lohkojen määrä valitaan installaatiossa vaaditun kapasiteetin mukaan (n * 56 PCM:ää). 9 Kentän max koko on 048 PCM:ää. Esimerkki on DX 00 -järjestelmästä. 9 Jos tänään halutaan rakentaa isompi kenttä (esim 8K PCM:ää), valitaan toisenlaisia SRAM:ja, periaate olisi samantapainen. Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-8

10 Matriisikentän toiminta Kirjoitus S/R:stä tapahtuu kaikkiin väylän varrella oleviin kytkentämuisteihin kaikissa päällekkäisissä lohkoissa. Tässä hyödynnetään S/R:n ajokykyä ja lohkon väyläpurskurin ajokykyä. CM sisältö toimii lukuosoitteena kytkentämuistille. KM(CM(Lähtö-PCM, lähtö-tsl)) = lähtö CM(Lähtö-PCM, lähtö-tsl) lohkossa sisältöbittiä valitsee KM-piirin ja 5+6= bittiä KM-piirin muistipaikan. loput 3 bittiä osoittavat lohkoa (yksikin bitti riittäisi - tämä lohko/ei-tämä lohko Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-9 Kentän teknologiset tradeoffit Crosspointtien integrointiaste Muistin nopeus väylän nopeus Kun tien hakua pyritään yksinkertaistamaan ja siis kytkentää nopeuttamaan -> - väylänopeudet kasvaa-> tarvitaan nopeampaa muistia - crosspointtien integrointiaste kasvaa -> tarvitaan nopeampaa muistia Kun riittävän nopeaa muistia ei ole --> moniportaiset kentät Tienhaun monimutkaisuus Hidas tien haku (BBand) --> kentän käyttöaste voi laskea --> muistin minimointi voi olla hyödytöntä Rka/ML -k99 Tiedonvälitystekniikka I 0-0

Samankaltaiset tiedostot

Kytkentäkentän teknologia

Kytkentäkentän teknologia Kertaus kentän rakenteeseen vaikuttavat teknologiset tekijät Huom. tätä ei löydy kirjasta! Rka/ML -k000 Tiedonvälitystekniikka I 9 - Kertaus - Tilaporras - esimerkki Tilakytkin