具有局部总线仲裁的个人计算机制造技术

通过在连到局部处理器总线上的多个“主控”设备中仲裁对局部处理器总线的控制来改善其性能的个人计算机。该个人计算机系统具有一条高速局部处理器总线；一条输入／输出数据总线；至少两个连到局部处理器总线的主控设备；和一个总线接口控制器；此总线接口控制器在连到局部处理器总线的主控设备中仲裁对局部处理器总线的存取，在局部处理器总线和任何连到输入／输出总线的设备中仲裁对输入／输出总线的存取。（*该技术在2012年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及个人计算机，更具体地，它涉及通过能在直接连于一条局部处理器总线上的多个“主控”设备中对这条局部处理器总线的控制进行仲裁使其性能有所改善的个人计算机。一般的个人计算机系统，特别是IBM个人计算机系统已获得广泛地应用，它们为现代社会的许多方面提供了计算能力。个人计算机系统一般可定义为置于桌面、立于地上、或便携式的微型计算机，它包含一个具有单个系统处理器及相联的易失和非易失存贮器的系统单元、一个显示监视器、一个键盘、一个或多个软盘驱动器、一个固定盘存贮器、以及一个可选打印机。这种系统的一个显著特征是用一个母板或系统板把这些部件连在一起。这种系统主要为单个用户提供独立的计算机能力而设计，价格便宜，个人或小企业都可购买。IBM的PERSON AT COMPUTER AT和IBM的PERSONAL SYSTEM/2型号25，30，L40SX，50，55，65，70，80，90和95就是这种个人计算机系统的例子。这种系统可分为两大系列。通常称之为系列Ⅰ型号的第一系列采用一种总线体系结构，如IBM PERSONAL COMPUTERAT和其它“IBM兼容”机。称之为系列Ⅱ型号的第二系列采用IBM的MACRO CHANNEL(微通道)总线体系结构，如IBM的PERSONAL SYSTEM/2型号50到95。早些时候，系列Ⅱ型号一般用流行的INTEL8088或8086微处理器作系统处理器，这种处理器可寻址1兆字节的存贮器。后来的系列Ⅰ型号和系列Ⅱ型号一般采用高速INTEL80286，80386，以及80486微处理器，这种微处理器可以以实址运行来模拟较慢速INTEL8086微处理器，或以将寻址范围扩充到1兆到4千兆字节(对某些型号而言)的保护方式运行。80286，80386和80486处理器实址方式性能基本上使硬件与为8086和8088微处理器而写的软件兼容。当个人计算机技术从八位到十六位最后发展到三十二位宽总线交互作用和速度较高能以实址方式和保护方式运行的微处理器时，其性能也通过把个人计算机体系结构分成可变总线域而得以改善。更具体地，在初期的IBM PC中，被称之为扩充总线的东西基本上是微处理器(8086或8088)连线的直接扩充，根据需要缓冲或多路分解。当AT总线规格被开发并获得广泛应用时(现也称之为工业标准体系结构或ISA)，把几乎直接连接的微处理器和总线分开变为可能，出现了所谓的局部处理器总线，余下的扩充总线被称为输入/输出总线。一般为提高性能，局部处理器总线的运行时钟速率(一般用赫兹表示)比输入/输出总线的高。IBM AT体系结构还可通过应用直接存贮器存取(DMA)中断在输入/输出总线上运行多个微处理器。随着提高性能的不断努力，多个主控器竞争对局部处理器总线的存取与控制所带来的困难越来越明显，同时也通过把运行个人计算机所必需的功能合并到尽可能少的集成电路板中而获得潜在的好处。根据上述讨论，本专利技术的目的是通过有效地使用个人计算机系统的总线资源来提高个人计算机的工作效率。为实现本专利技术的这个目的采用了一种两级仲裁总线接口控制器……在设备中仲裁存取局部处理器总线;在局部处理器总线和潜在的多个其它设备中仲裁存取输入/输出总线。本专利技术的另一目的是把个人计算机局部处理器总线和输入/输出总线服务的功能分开并通过一个总线接口控制器对那些功能进行仲裁。为实现本专利技术的这个目的，本专利技术设想的总线接口控制器既作为总线间协议的转换器，又作为输入/输出总线的中央仲裁控制点和局部总线仲裁控制点。上面已陈述了本专利技术的一些目的，在下面参照附图的描述中还将出现一些其它目的，附图中附图说明图1是实施本专利技术的个人计算机的透视图;图2是图1的个人计算机某些部件的分解图，包括一个机壳，一个箱盖和一个平板。此图还描绘了它们之间的某些联系;图3是图1和图2的个人计算机某些部件的示意图;图4是图3的总线接口控制器所具有的某些功能的示意图;图5是描绘在第一操作情况下总线接口控制器工作的信号图;图6到16与图5类似，是描绘在其它操作情况下总线接口控制器工作的信号图。以下将参照图示的专利技术优选实施例的附图更详细地描述本专利技术。在下面的描述开始以前，就应理解，同行专家可修改这里描述的专利技术并仍将获得本专利技术的理想结果。因此，以下的说明应理解为面向同行专家的、广义的、教导式公开，并非为了限制本专利技术。现在具体参见附图。图中图示了一个实施本专利技术的微型计算机，一般用10表示(图1)。如上所述，计算机10可具有相联的监视器11，键盘12和打印机或绘图仪14。计算机10具有一个箱盖15，它和机壳19一起定义了一个封闭屏蔽的空间以容纳用于处理和存贮数字式数据的电动数据处理和存贮部件，如图2所示。在装于机壳19的一个多层板20或母板上至少装了一些这种部件并为计算机10的部件(包括上述部件和其它相联部件，如软盘驱动器、各种形式的直接存取存贮设备，附属卡或板等)提供电互连。机壳19有一个底板和一个后盖板(图2)，定义了至少一个开间格以容纳诸如磁盘或光盘的盘驱动器，后备带驱动器等数据存贮设备。在所述形式中，上间格22适于收容第一尺寸的外围驱动器(如所谓的3.5英寸驱动器)。在上间格22中可装上一种软磁盘驱动器(一种可擦除介质的直接存取存贮设备)。众所周知，它可容一张软盘插于其间并用这张软盘接收，存贮和发送数据。在把上述结构与本专利技术联系起来之前，回顾一下个人计算机系统10的一般工作概要是有价值的。参见图3，图中图示了一个个人计算机系统的方框图，它描绘了根据本专利技术的计算机系统(如系统10)的各种部件，包括装在平板20上的部件以及平板与个人计算机的I/O槽和其它硬件之间的连接。与此平板相连的有系统处理器32。任何合适的微处理器都可用作CPU32，而一种适宜的微处理器是INTEL公司出售的80386。CPU32通过高速CPU局部总线34连到总线接口控制单元35，到易失随机存取存贮器(RAM)36(这里示为单一的直接插入存贮器模块SIMMS)，到BIOS ROM38(在其中存贮了用于对CPU32的基本输入/输出操作指令)。BIOS ROM38包括用作I/O设备与微处理器32的操作系统间接口的BIOS。存在ROM38中的指令可复制到RAM36上以减少执行BIOS的时间。以后描述的本专利技术将具体参照图3的系统方框图。在描述以前应当理解，根据本专利技术的装置和方法可与其它平板硬件结构一起使用。例如，系统处理器可以是Intel80486微处理器。现返回图3，CPU局部总线34(包括数据地址和控制部分)还提供微处理器32与一个数字或数学协处理器和一个小型计算机系统接口(SCSI)控制器40间的连接。正如计算机设计和操作同行所知，SCSI控制器40可连接只读存贮器(ROM)41，RAM32和图中右边所示的由I/O连线接通的各种类型的外设。SCSI控制器40作为一个存贮控制器使用，控制诸如固定或可卸下的介质电磁存贮设备(称之为硬盘和软盘驱动器)，光电、磁带和其它存贮设备。总线接口控制器(BIC)35把CPU局部总线34和一条I/O总线44连接起来。作协议转换器使用，也可作存贮器控制器和DMA控制器等使用。BIC33通过总线44和一条可选性能的总线相连，如一条具有多个I/O本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种个人计算机系统，其特征为：一条高速局部处理器数据总线；一条输入／输出数据总线；至少两个直接与所述局部处理器总线相连的主控设备；以及一个用来提供所述局部处理器总线和所述输入／输出数据总线间通信的、直接连到所述局部处理器总线和所述输入／输出数据总线上的叫线接口控制器，所述总线接口控制器在直接连到所述局部处理器总线上的所述主控设备中提供对所述局部处理器总线的存取的仲裁，并在所述局部处理器总线和直接连到所述输入／输出数据总线的任何设备中提供对所述输入／输出数据总线的存取的仲裁。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：丹尼欧保尔福库，路易斯安托尼奥荷南戴滋，艾瑞克迈茨森，丹尼斯里莫勒，约纳森翰锐瑞曼德，爱斯梅尔塔莎考芮，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]