ПЭВМ АГАТ: Структурная организация оперативной памяти персонального компьютера

Структурная организация оперативной памяти персонального компьютера

При выборе структуры оперативной памяти персонального компьютера, использующего растровый дисплей, например, телевизор, приходится решать противоречивые задачи, связанные, с одной стороны, требованием обеспечения высокой производительности процесса обработки информации, а с другой, - необходимостью повышения интерактивности компьютера при отображении большого объёма графической и символьной информации с высоким динамизмом её модификации. При этом минимизация требуемых объёмов оперативной памяти является основным условием оптимального проектирования. По существу, задача сводится к оптимизации обслуживания оперативной памятью двух пользователей: основного процессора компьютера и контроллера видеоинтерфейса, чаще всего выполняющего функции дисплейного процессора. Первый пользователь может обращаться в память как в синхронном, так и асинхронном режимах, второй - сугубо синхронный пользователь, что определяется спецификой растрового дисплея.

Можно выделить, по крайней мере, четыре способа организации структуры оперативной памяти:

использование общего поля оперативной памяти;
введение в устройство дополнительной буферной памяти на кадр;
введение в устройство дополнительной буферной памяти на телевизионную строку;
использование дополнительного буфера на часть телевизионной строки (в пределе на строку символа).

Первый способ особенно эффективен при использовании в компьютере микропроцессора, работающего в синхронном режиме по фазам. В фазе Ф1 в общую память обращается основной процессор, а в фазе Ф2 - дисплейный процессор. При этом производительность системы не снижается и не требуется дополнительного оборудования. Однако указанный способ требует полного совпадения частот обращений к оперативной памяти обоих пользователей, что накладывает определённые ограничения на разрешающую способность дисплея и динамизм модификации изображения.

Второй способ обеспечивает простоту решения задачи, но требует увеличения оборудования и снижает производительность устройства за счёт необходимости остановки процессора на время "перекачки" информации в режиме прямого доступа из основной памяти в буферную. Правда при использовании символьной графики, особенно обеспечивающей организацию программно доступных символов с возможностью их перемещения с точностью до элемента разложения, объём буферной памяти может быть существенно сокращён, и потери производительности также незначительны. Однако для этого требуется значительно усложнить оборудование дисплейного процессора, и применение последнего становится целесообразным только при выполнении его в виде БИС.

Третий способ требует меньше дополнительного оборудования по сравнению с предыдущим, но также снижает производительность системы. В отличие от первого четвёртый способ может применяться и для случаев, когда частота работы основного процессора f1 и видеоинтерфейса f2 существенно расходится. Чаще всего f2>f1. Объём буферной памяти выбирается при этом исходя из её быстродействия, разрядности информации и соотношения частот f1 и f2. Минимизируя требуемое оборудование с учётом указанных факторов, можно существенно сократить последнее.

* * *

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *