Autobuze pentru computere personale. Standarde de sistem și autobuze locale - rezumat
Modern sisteme de calcul caracterizat de:
□ creșterea rapidă a vitezei microprocesoarelor și a unor dispozitive externe (de exemplu, pentru afișarea digitală video pe ecran complet cu înaltă calitate necesară debitului 22 MB/s);
□ apariţia unor programe care necesită execuţie cantitate mare operațiuni de interfață (de exemplu, programe de procesare grafică în Windows, multimedia).
În aceste condiții, debitul autobuzelor de expansiune care deservesc mai multe dispozitive simultan nu a fost suficient pentru o muncă confortabilă pentru utilizatori, deoarece computerele au început să „gândească” mult timp. Dezvoltatorii de interfețe au luat calea creării de magistrale locale conectate direct la magistrala MP, care funcționează la frecvența de ceas MP (dar nu la frecvența sa de operare internă) și asigură comunicare cu unele dispozitive de mare viteză externe MP: principalul și memorie externa, sisteme video etc.
Există acum trei standarde universale de bază pentru autobuzele locale: VLB, PCI și AGP.
Autobuz VLB(VL-bus, VESA Local Bus) introdus în 1992 de Video Electronics Standards Association (VESA - marcă Video Electronics Standards Association) și din acest motiv este adesea numit autobuz VESA. Autobuzul VLB este în esență o extensie a magistralei MP interne pentru comunicarea cu adaptorul video și, mai rar, cu hard disk, carduri multimedia, adaptor de retea. Lățimea magistralei pentru date este de 32 de biți, pentru adresa - 30, viteza reala transfer de date prin VLB - 80 MB/s, realizabil teoretic - 132 MB/s (în versiunea 2 - 400 MB/s).
Dezavantajele autobuzului VLB:
□ vizand doar MP 80386, 80486 (neadaptat pentru procesoarele din clasa Pentium);
□ dependență strictă de frecvența de ceas a MP (fiecare magistrală VLB este proiectată doar pentru o anumită frecvență de până la 33 MHz);
□ număr mic de dispozitive conectate - doar 4 dispozitive pot fi conectate la magistrala VLB;
□ nu există arbitraj de magistrală - există conflicte între dispozitivele conectate.
magistrala PCI(Interconectarea componentelor periferice, conectarea componentelor externe) - cea mai comună și universală interfață pentru conectare diverse dispozitive. Dezvoltat în 1993 de Intel. Busul PCI este mult mai versatil decât VLB; permite conectarea a până la 10 dispozitive; are propriul adaptor, permițându-i să fie configurat să funcționeze cu orice MP de la 80486 la Pentiums moderne. Frecvența ceasului PCI - 33 MHz, lățime de biți - 32 de biți pentru date și 32 de biți pentru adresă, extensibil la 64 de biți, debit teoretic 132 MB/s, iar în versiunea pe 64 de biți - 264 MB/s. Modificarea 2.1 a magistralei PCI locale operează la o frecvență de ceas de până la 66 MHz și, la 64 de biți, are un debit de până la 528 MB/s. Moduri acceptate Priză și Play, Bus Mastering și auto-configurare a adaptoarelor.
Din punct de vedere structural, conectorul magistralei este placa de sistem constă din două secțiuni consecutive de 64 de contacte (fiecare cu propria sa cheie). Folosind această interfață, plăcile video sunt conectate la placa de bază, plăci de sunet, modemuri, controlere SCSI și alte dispozitive. De obicei, o placă de bază are mai multe sloturi PCI. Magistrala PCI, deși locală, îndeplinește și multe dintre funcțiile unei magistrale de expansiune. Magistralele de expansiune ISA, EISA, MCA (și este compatibil cu acestea), în prezența unei magistrale PCI, sunt conectate nu direct la MP (cum este cazul când se utilizează magistrala VLB), ci la magistrala PCI în sine ( printr-o interfață de expansiune). Datorită acestei soluții, magistrala este independentă de procesor (spre deosebire de VLB) și poate funcționa în paralel cu magistrala procesorului fără a o accesa pentru solicitări. Cu toate acestea, sarcina magistralei procesorului este redusă semnificativ. De exemplu, procesorul funcționează cu memoria de sistem sau memoria cache și în acest moment prin rețea HDD informatia este scrisa. Configurarea sistemului cu magistrala PCI prezentat în Fig. 5.8.
Autobuz AGP(Port grafic accelerat - port grafic accelerat) - o interfață pentru conectarea unui adaptor video la un trunchi AGP separat care are
Capitolul 5. Microprocesoare și plăci de bază
ieșire direct în memoria sistemului. A fost dezvoltată o magistrală bazată pe standardul PCI v2.1. Autobuzul AGP poate funcționa la viteze de magistrală de sistem de până la 133 MHz și oferă cele mai mari rate de transfer grafic. Debitul său maxim în modul de multiplicare cvadruplă AGP4x (se transferă 4 blocuri de date pe ciclu de ceas) este de 1066 MB/s, iar în modul de multiplicare octală AGP8x este de 2112 MB/s. În comparație cu magistrala PCI, magistrala AGP elimină multiplexarea liniilor de adrese și de date (în PCI, pentru a reduce costul de proiectare, adresa și datele sunt transmise pe aceleași linii) și îmbunătățește pipelinizarea operațiunilor de citire-scriere, ceea ce elimină influența întârzierilor în modulele de memorie asupra vitezei acestor operații.
Orez. 5.8. Configurarea sistemului PCI
Autobuzul AGP are două moduri de operare: DMAȘi A executa.În modul DMA, memoria principală este memoria plăcii video. Obiecte grafice stocat în memoria sistemului, dar copiat în memorie locală carduri. Schimbul se realizează în pachete mari secvențiale. În modul Execute, memoria de sistem și memoria locală a plăcii video sunt logic egale. Obiectele grafice nu sunt copiate în memoria locală, ci sunt selectate direct din cea de sistem. În acest caz, trebuie să selectați din memorie piese relativ mici localizate aleatoriu. Deoarece memoria sistemului este alocată dinamic, în blocuri de 4 KB, acest mod Pentru a asigura o performanță acceptabilă, este prevăzut un mecanism care mapează adresele secvențiale ale fragmentelor către adrese reale 4 KB blocuri per memorie de sistem. Această procedură se realizează folosind un tabel special (Graphic Address Re-mapping Table sau GART) aflat în memorie. Interfața este proiectată ca un conector separat în care este instalat un adaptor video AGP.
Postat pe ref.rf
Configurația sistemului cu magistrala AGP este prezentată în Fig. 5.9.
Sistem în mașină și interfețe periferice
Orez. 5.9. Configurare sistem cu magistrală AGP
Tot ce s-a spus mai sus referitor la anvelope este rezumat în tabel. 5.4. Tabelul 5.4. Principalele caracteristici ale anvelopelor
Autobuze locale - concept și tipuri. Clasificarea și caracteristicile categoriei „Autobuze locale” 2017, 2018.
Odată cu creșterea vitezei de ceas și a adâncimii de biți a procesoarelor, a apărut o problemă urgentă în creșterea vitezei de transfer de date pe autobuze (care este rostul utilizării unei pietre cu o frecvență de ceas de, să zicem, 66 MHz, dacă magistrala funcționează la o frecvență de numai 8,33 MHz). În unele cazuri, cum ar fi o tastatură sau un mouse, viteza mare este inutilă. Dar inginerii de la producătorii de plăci de expansiune erau gata să producă dispozitive la viteze pe care autobuzele nu le puteau oferi.
ÎN
s-a găsit următoarea cale de ieșire din această situație: parte a operațiunilor de schimb de date care necesită viteze mari, ar trebui să fie realizat nu prin conectori standard de magistrală I/O, ci prin interfețe suplimentare de mare viteză - magistrala procesorului, aproximativ în același mod ca și conectarea cache extern.
Faptul este că aceste interfețe de foarte mare viteză sunt conectate la magistrala procesorului. De aici rezultă că plăcile conectate vor avea acces direct la procesor prin magistrala acestuia. Acest design a fost numit autobuz local (LB, autobuz local). Autobuzul local nu a înlocuit standardele anterioare, ci le-a completat. Figura arată diferența dintre o arhitectură convențională și o arhitectură de autobuz local. Apropo, primele magistrale ISA au fost locale, dar când frecvența lor de ceas a depășit 8 MHz, a avut loc separarea.
Autobuzele principale din computer erau încă ISA sau EISA, dar li s-au adăugat unul sau mai multe sloturi de magistrală locală. Inițial, aceste sloturi au fost folosite aproape exclusiv pentru instalarea adaptoarelor video, iar până în 1992 au fost dezvoltate mai multe opțiuni de magistrală locală incompatibile, ale căror drepturi exclusive aparțineau producătorilor.
Această diversitate împiedica răspândirea autobuzelor locale, așa că VESA (Video Electronic Standard Association), reprezentând peste 100 de companii, și-a propus specificația VESA Local Bus (VL-bus sau VLB) în august 1992, care nu s-a schimbat, dar completat standardele existente. Autobuzul VLB a fost conceput pentru a crește lățimea de bandă dintre procesorul principal și placa video prin simpla adăugare a mai multor sloturi locale noi de mare viteză la magistralele principale. Funcția principală pentru care a fost destinat noul autobuz a fost schimbul de date cu adaptorul video.
Era o magistrală pe 32 de biți care folosea al treilea și al patrulea conector ca o extensie a slotului ISA obișnuit. Autobuzul a funcționat la o frecvență nominală de 33 MHz și a oferit o creștere semnificativă a performanței în comparație cu ISA. Ulterior, magistrala VLB a început să fie utilizată de producătorii de controlere hard disk-uriși alte dispozitive care necesită transfer de date de mare viteză. Au fost produse chiar și cele de 100 de megabiți Controlere Ethernet cu autobuzul VLB. Utilizarea pe scară largă a magistralei VESA se datorează costului său relativ scăzut și compatibilității de sus în jos cu predecesorul său, magistrala ISA. Conectorul VLB este un conector ISA cu o „continuare”.
Principalele caracteristici ale VL-bus sunt:
suport pentru procesoare din seriile 80386 și 80486 Autobuzul este conceput pentru a fi utilizat în sisteme cu un singur procesor, în timp ce specificația oferă posibilitatea de a suporta procesoare incompatibile cu x86 folosind un cip bridge;
Numărul maxim de mașini de magistrală este 3 (fără a include controlerul de magistrală). Dacă este necesar, este posibil să se instaleze mai multe subsisteme pentru a sprijini Mai mult maestru. Deși magistrala a fost proiectată inițial pentru a suporta controlere video, poate suporta și alte dispozitive (de exemplu, controlere dure disc);
operarea magistralei la frecvențe de până la 66 MHz este totuși permisă caracteristici electrice Conectorii VL-bus îl limitează la 50 MHz (această limitare, desigur, nu se aplică dispozitivelor integrate în placa de bază);
Autobuzul de date bidirecțional pe 32 de biți acceptă și comunicații pe 16 biți. Specificația include posibilitatea schimbului pe 64 de biți;
Suportul DMA este oferit numai pentru maeștrii de bus. Autobuzul nu acceptă „inițiatori” DMA speciali;
lățimea de bandă maximă teoretică a magistralei 160 Mb/s (la o frecvență de magistrală de 50 MHz), standard - 107 Mb/s la o frecvență de 33 MHz;
suport pentru modul de schimb lot (pentru plăci de bază 80486 care acceptă acest mod). Sunt utilizate cinci linii pentru a identifica tipul și viteza procesorului, semnalul Burst Last (BLAST#) este folosit pentru a activa acest mod. Pentru sistemele care nu acceptă acest mod, linia este setată la 0;
folosind un conector MCA cu 58 de pini. Sunt acceptate maximum 3 sloturi (pe unele magistrale de 50 MHz, doar 1 slot poate fi instalat). Slotul VL-bus este instalat într-o linie în spatele sloturilor ISA/EISA/MCA, astfel încât toate liniile acestor magistrale sunt disponibile plăcilor VL;
suport ca fiind integrat memoria cache a procesorului, și cache-ul de pe placa de bază. Tensiunea de alimentare este de 5 V. Dispozitivele cu ieșire de 3,3 V sunt acceptate cu condiția să poată gestiona intrarea de 5 V.
Această magistrală pe 32/32 de biți a fost proiectată pentru mașini cu procesoare 386, 486 și Pentium. Autobuzul VLB este cel mai utilizat pe plăcile de bază 486. Pe ele, VESA este adresa, datele și liniile de control ale procesorului, ieșite la conector. Această circumstanță impune restricții semnificative asupra plăcilor de expansiune VLB - parametrii de timp și de încărcare trebuie respectați cu strictețe. După cum este indicat în instrucțiunile pentru multe plăci de bază, numărul de carduri VLB la o frecvență de ceas de 25 MHz nu trebuie să depășească trei, la 33 MHz - două, la 40 și 50 MHz - unul. Dacă aceste cerințe sunt încălcate, sistemul va fi instabil deoarece capacitatea de încărcare a procesorului a fost depășită.
Pentru a estima viteza magistralei, puteți face următorul calcul: dacă placa de extensie funcționează la o frecvență de 50 MHz, atunci lățimea de bandă a magistralei va fi egală cu 32 * 50 * 10 6 = 1,6 * 10 9 Mbit/s = 200 MB /s, care este destul de mult. Cu toate acestea, nu trebuie să uităm că o astfel de viteză nu poate fi folosită aproape niciodată, deoarece datele din memoria video nu pot fi citite la o asemenea viteză. În plus, în timp ce accesează cardul VLB, procesorul nu poate face nimic altceva, indiferent cât de lent este dispozitivul de pe acest card (de exemplu, un port serial).
VL-bus a fost o îmbunătățire uriașă față de ISA atât în ceea ce privește performanța, cât și designul. Unul dintre avantajele magistralei a fost că permitea crearea de carduri care funcționau cu chipset-urile existente și nu conțineau un număr mare de circuite logice de control costisitoare. Ca rezultat, cardurile VL erau mai ieftine decât cardurile EISA similare. Cu toate acestea, această anvelopă nu a fost lipsită de dezavantaje, principalele fiind următoarele:
care vizează procesorul 486. VL-bus este conectat la magistrala procesorului 80486, care este diferită de magistralele Pentium și Pentium Pro/Pentium II.
performanță limitată. După cum sa menționat deja, frecvența reală a magistralei VL nu este mai mare de 50 MHz. Mai mult, atunci când se utilizează procesoare cu un multiplicator de frecvență, magistrala folosește frecvența principală (de exemplu, pentru 486DX2-66 frecvența magistralei va fi de 33 MHz);
restricții de circuit. Calitatea semnalelor transmise prin magistrala procesorului este supusă unor cerințe foarte stricte, care pot fi îndeplinite doar cu anumiți parametri de încărcare pentru fiecare linie de magistrală. De conform Intel, instalarea plăcilor VL insuficient proiectate cu grijă poate duce nu numai la pierderea datelor și la perturbări de sincronizare, ci și la deteriorarea sistemului;
limitarea numărului de scânduri. Această limitare apare și din necesitatea respectării restricțiilor de sarcină pe fiecare linie.
Popularitatea anvelopei VLB a durat până în 1994. caracteristica principală Anvelopa, care a făcut posibilă obținerea unor performanțe ridicate, a fost și motivul retragerii VLB de pe piață. Autobuzul era o extensie directă a magistralei procesor/memorie 486, rulând la aceeași viteză ca și procesorul (de unde și numele magistralei locale). Conexiune directaînseamnă și conexiunea un numar mare dispozitivele riscau să interfereze cu procesorul în sine, mai ales dacă semnalele treceau prin slot. VESA a recomandat să nu folosiți mai mult de două sloturi la viteze de ceas de 33 MHz sau trei sloturi dacă au folosit un buffer dedicat. La viteze de ceas mai mari, nu trebuie conectate mai mult de două dispozitive, iar la 50 MHz, ambele dispozitive VLB ar trebui să fie încorporate în placa de bază.
Deoarece VLB funcționează sincron cu procesorul, creșterea frecvenței procesorului a dus la probleme cu perifericele VLB. Cu cât perifericele trebuiau să funcționeze mai repede, cu atât erau mai scumpe din cauza dificultăților asociate cu producția de componente de mare viteză. Puține dispozitive VLB acceptau viteze de peste 40 MHz.
Sistemele de calcul moderne se caracterizează prin:
□ creșterea rapidă a vitezei microprocesoarelor și a unor dispozitive externe (de exemplu, pentru a afișa video digital pe tot ecranul de înaltă calitate, este necesară o lățime de bandă de 22 MB/s);
□ apariția unor programe care necesită un număr mare de operațiuni de interfață (de exemplu, programe de procesare grafică în Windows, multimedia).
În aceste condiții, debitul autobuzelor de expansiune care deservesc mai multe dispozitive simultan nu a fost suficient pentru o experiență confortabilă a utilizatorului, deoarece computerele au început să „gândească” mult timp. Dezvoltatorii de interfețe au luat calea creării de magistrale locale conectate direct la magistrala MP, care funcționează la frecvența de ceas MP (dar nu la frecvența sa de operare internă) și asigură comunicare cu unele dispozitive de mare viteză externe MP: memorie principală și externă , sisteme video etc. .d.
În prezent, există trei standarde principale universale pentru autobuze locale: VLB, PCI și AGP.
Autobuz VLB(VL-bus, VESA Local Bus) introdus în 1992 de Video Electronics Standards Association (VESA - o marcă înregistrată a Video Electronics Standards Association) și, prin urmare, este adesea numit autobuz VESA. Autobuzul VLB este în esență o extensie a magistralei MP interne pentru comunicarea cu un adaptor video și, mai rar, cu un hard disk, plăci multimedia și un adaptor de rețea. Lățimea magistralei pentru date este de 32 de biți, pentru adresa - 30, viteza reală de transfer de date prin VLB este de 80 MB/s, realizabil teoretic - 132 MB/s (în versiunea 2 - 400 MB/s).
Dezavantajele autobuzului VLB:
□ vizand doar MP 80386, 80486 (neadaptat pentru procesoarele din clasa Pentium);
□ dependență strictă de frecvența de ceas a MP (fiecare magistrală VLB este proiectată doar pentru o anumită frecvență de până la 33 MHz);
□ număr mic de dispozitive conectate - doar 4 dispozitive pot fi conectate la magistrala VLB;
□ nu există arbitraj de magistrală - pot exista conflicte între dispozitivele conectate.
magistrala PCI(Interconectarea componentelor periferice, conectarea componentelor externe) este cea mai comună și universală interfață pentru conectarea diferitelor dispozitive. Dezvoltat în 1993 de Intel. Busul PCI este mult mai versatil decât VLB; permite conectarea a până la 10 dispozitive; are propriul adaptor, permițându-i să fie configurat să funcționeze cu orice MP de la 80486 la Pentium modern. Viteza de ceas PCI este de 33 MHz, lățimea de biți este de 32 de biți pentru date și 32 de biți pentru adrese, extensibilă la 64 de biți, debitul teoretic este de 132 MB/s, iar în versiunea pe 64 de biți - 264 MB/s. Modificarea 2.1 a magistralei PCI locale operează la o frecvență de ceas de până la 66 MHz și, la 64 de biți, are un debit de până la 528 MB/s. Sunt acceptate modurile Plug and Play, Bus Mastering și auto-configurarea adaptorului.
Din punct de vedere structural, conectorul magistralei de pe placa de sistem este format din două secțiuni consecutive de 64 de contacte (fiecare cu propria sa cheie). Folosind această interfață, plăcile video, plăcile de sunet, modemurile, controlerele SCSI și alte dispozitive sunt conectate la placa de bază. De obicei, o placă de bază are mai multe sloturi PCI. Magistrala PCI, deși locală, îndeplinește și multe dintre funcțiile unei magistrale de expansiune. Magistralele de expansiune ISA, EISA, MCA (și este compatibil cu acestea), în prezența unei magistrale PCI, sunt conectate nu direct la MP (cum este cazul când se utilizează magistrala VLB), ci la magistrala PCI în sine ( printr-o interfață de expansiune). Datorită acestei soluții, magistrala este independentă de procesor (spre deosebire de VLB) și poate funcționa în paralel cu magistrala procesorului fără a o accesa pentru solicitări. Astfel, sarcina magistralei procesorului este redusă semnificativ. De exemplu, procesorul funcționează cu memoria de sistem sau memoria cache, iar în acest moment informațiile sunt scrise pe hard disk prin rețea. Configurația sistemului magistrală PCI este prezentată în Fig. 5.8.
Autobuz AGP(Port grafic accelerat - port grafic accelerat) - o interfață pentru conectarea unui adaptor video la un trunchi AGP separat care are
Capitolul 5. Microprocesoare și plăci de bază
ieșire direct în memoria sistemului. A fost dezvoltată o magistrală bazată pe standardul PCI v2.1. Autobuzul AGP poate funcționa la viteze de magistrală de sistem de până la 133 MHz și oferă cele mai mari rate de transfer grafic. Debitul său maxim în modul de multiplicare cvadruplă AGP4x (se transferă 4 blocuri de date pe ciclu de ceas) este de 1066 MB/s, iar în modul de multiplicare octală AGP8x este de 2112 MB/s. În comparație cu magistrala PCI, magistrala AGP elimină multiplexarea liniilor de adrese și de date (în PCI, pentru a reduce costul de proiectare, adresa și datele sunt transmise pe aceleași linii) și îmbunătățește pipelinizarea operațiunilor de citire-scriere, ceea ce elimină impactul întârzierilor în modulele de memorie asupra vitezei de efectuare a acestor operațiuni.
Orez. 5.8. Configurarea sistemului PCI
Autobuzul AGP are două moduri de operare: DMAȘi A executa.În modul DMA, memoria principală este memoria plăcii video. Obiectele grafice sunt stocate în memoria sistemului, dar sunt copiate în memoria locală a cardului înainte de utilizare. Schimbul se realizează în pachete mari secvențiale. În modul Execute, memoria de sistem și memoria locală a plăcii video sunt logic egale. Obiectele grafice nu sunt copiate în memoria locală, ci sunt selectate direct din cea de sistem. În acest caz, trebuie să selectați din memorie piese relativ mici localizate aleatoriu. Deoarece memoria de sistem este alocată dinamic, în blocuri de 4 KB, în acest mod, pentru a asigura performanțe acceptabile, este prevăzut un mecanism care mapează adresele secvențiale ale fragmentelor la adresele reale ale blocurilor de 4 KB din memoria sistemului. Această procedură se realizează folosind un tabel special (Graphic Address Re-mapping Table sau GART) aflat în memorie. Interfața este proiectată ca un conector separat în care este instalat un adaptor video AGP. Configurația sistemului cu magistrala AGP este prezentată în Fig. 5.9.
Sistem în mașină și interfețe periferice
Orez. 5.9. Configurare sistem cu magistrală AGP
Tot ce s-a spus mai sus referitor la anvelope este rezumat în tabel. 5.4. Tabelul 5.4. Principalele caracteristici ale anvelopelor
Autobuz local
Toate anvelopele descrise anterior au dezavantaj general- debit relativ scăzut. Acest lucru se datorează faptului că autobuzele au fost proiectate având în vedere procesoarele lente. Ulterior, viteza procesorului a crescut, iar caracteristicile magistralei au fost îmbunătățite în principal „extensiv”, datorită adăugării de noi linii. Obstacolul în calea creșterii frecvenței autobuzului a fost o cantitate mare a lansat plăci pe care nu puteau funcționa viteze mari schimb (acest lucru se aplică MCA într-o măsură mai mică, dar din motivele menționate mai sus, această arhitectură nu a jucat un rol vizibil pe piață). În același timp, la începutul anilor 90 în lume calculatoare personale au avut loc modificări care necesită o creștere bruscă a vitezei de schimb cu dispozitive:
- crearea unei noi generații de procesoare precum Intel 80486, care funcționează la frecvențe de până la 66 MHz;
- creșterea capacității hard disk-urilor și crearea de controlere mai rapide;
- dezvoltare și promovare activă pe piață interfețe grafice utilizator ( tip Windows sau OS/2) au condus la crearea de noi adaptoare grafice care suportă mai mult o rezoluție înaltăși mai multe culori (VGA și SVGA).
Modul evident de ieșire din această situație este următoarea: efectuați unele operațiuni de schimb de date care necesită viteze mari nu prin magistrala I/O, ci prin magistrala procesorului, în același mod ca și conectarea unui cache extern. Acest design se numește autobuz local. Cifrele demonstrează clar diferența dintre arhitectura convențională și arhitectura autobuzului local.
Autobuzul local nu a înlocuit standardele anterioare, ci le-a completat. Autobuzele principale din computer erau încă ISA sau EISA, dar li s-au adăugat unul sau mai multe sloturi de magistrală locală. Inițial, aceste sloturi au fost folosite aproape exclusiv pentru instalarea adaptoarelor video, iar până în 1992 au fost dezvoltate mai multe opțiuni de magistrală locală incompatibile, ale căror drepturi exclusive aparțineau producătorilor. Desigur, o astfel de confuzie a împiedicat răspândirea autobuzelor locale, așa că VESA (Video Electronic Standard Association) - o asociație care reprezintă mai mult de 100 de companii - și-a propus specificația autobuzelor locale în august 1992.
Autobuz local VESA (autobuz VL)
Principalele caracteristici ale VL-bus sunt următoarele.
- Suport pentru procesoare din seriile 80386 și 80486 Autobuzul este proiectat pentru utilizarea în sisteme cu un singur procesor, în timp ce specificația oferă posibilitatea de a suporta procesoare incompatibile cu x86 folosind un cip bridge.
- Numărul maxim de mașini de magistrală este 3 (fără a include controlerul de magistrală). Dacă este necesar, este posibilă instalarea mai multor subsisteme pentru a suporta un număr mai mare de master.
- În ciuda faptului că magistrala a fost proiectată inițial pentru a suporta controlere video, este posibil să suporte alte dispozitive (de exemplu, controlere hard disk).
- Standardul permite magistralei să funcționeze la frecvențe de până la 66 MHz, dar caracteristicile electrice ale conectorului VL-bus îl limitează la 50 MHz (această limitare, desigur, nu se aplică dispozitivelor integrate în placa de bază).
- Autobuzul de date bidirecțional pe 32 de biți acceptă și comunicații pe 16 biți. Specificația include posibilitatea schimbului pe 64 de biți.
- Suportul DMA este oferit numai pentru maeștrii de bus. Autobuzul nu acceptă „inițiatori” speciali DMA.
- Lățimea de bandă maximă teoretică a magistralei este de 160 MV/sec (la o frecvență de magistrală de 50 MHz), standardul este de 107 MV/sec la o frecvență de 33 MHz.
- Modul de schimb în lot este acceptat (pentru plăcile de bază 80486 care acceptă acest mod). Sunt folosite 5 linii pentru a identifica tipul și viteza procesorului, semnalul Burst Last (BLAST#) este folosit pentru a activa acest mod. Pentru sistemele care nu acceptă acest mod, linia este setată la 0.
- Autobuzul folosește un conector MCA cu 58 de pini. Sunt acceptate maximum 3 sloturi (pe unele magistrale de 50 MHz, doar 1 slot poate fi instalat).
- Slotul VL-bus este instalat într-o linie în spatele sloturilor ISA/EISA/MCA, astfel încât toate liniile acestor magistrale sunt disponibile plăcilor VL.
- Sunt acceptate atât memoria cache a procesorului integrat, cât și memoria cache a plăcii de bază.
- Tensiunea de alimentare este de 5 V. Dispozitivele cu ieșire de 3,3 V sunt acceptate cu condiția să poată gestiona intrarea de 5 V.
VL-bus a fost o îmbunătățire uriașă față de ISA atât în ceea ce privește performanța, cât și designul. Unul dintre avantajele magistralei a fost că permitea crearea de carduri care funcționau cu chipset-urile existente și nu conțineau un număr mare de circuite logice de control costisitoare. Ca rezultat, cardurile VL erau mai ieftine decât cardurile EISA similare. Cu toate acestea, această anvelopă nu a fost lipsită de dezavantaje, principalele fiind următoarele.
- Orientare către al 486-lea procesor. VL-bus este conectat la magistrala procesorului 80486, care este diferită de magistralele Pentium și Pentium Pro/Pentium II.
- Performanță limitată. După cum sa menționat deja, frecvența reală a magistralei VL nu este mai mare de 50 MHz. Mai mult, atunci când se utilizează procesoare cu un multiplicator de frecvență, magistrala folosește frecvența principală (de exemplu, pentru 486DX2-66 frecvența magistralei va fi de 33 MHz).
- Restricții de circuit. Calitatea semnalelor transmise prin magistrala procesorului este supusă unor cerințe foarte stricte, care pot fi îndeplinite doar cu anumiți parametri de încărcare pentru fiecare linie de magistrală. Potrivit Intel, instalarea plăcilor VL insuficient proiectate cu atenție poate duce nu numai la pierderea datelor și la probleme de sincronizare, ci și la deteriorarea sistemului.
- Limitarea numărului de panouri. Această limitare apare și din necesitatea respectării restricțiilor de sarcină pe fiecare linie.
În ciuda deficiențelor existente, VL-bus a fost liderul fără îndoială pe piață, deoarece a făcut posibilă eliminarea blocajului în două subsisteme simultan - subsistemul video și subsistemul de schimb de hard disk. Cu toate acestea, conducerea a fost de scurtă durată, deoarece Intel și-a dezvoltat noul produs - magistrala PCI. Potrivit companiei, VL-bus se baza pe tehnologii vechi de 11 ani și era doar un „patch”, un compromis între producători. Adevărat, VESA a afirmat că ambele autobuze pot „coexista” împreună într-un singur sistem. Intel a fost de acord că un astfel de cartier este posibil, dar a pus o întrebare contra-mortală: „De ce?” Pentru dreptate, trebuie spus că PCI a fost într-adevăr eliberat de majoritatea dezavantajelor inerente VL-bus.
INTRODUCERE
O magistrală este un canal de transfer de date partajat de diferite unități ale sistemului. Busul poate fi un set de linii conductoare gravate pe o placă de circuit imprimat, fire lipite la bornele conectorilor în care sunt introduse plăcile de circuit imprimat sau un cablu plat. Componentele unui sistem informatic sunt situate fizic pe unul sau mai multe plăci de circuite imprimate, iar numărul și funcțiile acestora depind de configurația sistemului, de producătorul acestuia și, adesea, de generarea microprocesorului.
Principalele caracteristici ale magistralelor sunt adâncimea de biți a datelor transmise și rata de transfer de date.
Două tipuri de autobuze prezintă cel mai mare interes: de sistem și locale.
Busul de sistem este conceput pentru a asigura transferul de date între dispozitivele periferice și procesorul central, precum și RAM.
O magistrală locală, de regulă, este o magistrală conectată direct la pinii microprocesorului, de exemplu. magistrala procesorului.
1. SISTEM BUS
Responsabilitatea principală a magistralei de sistem este de a transfera informații între microprocesorul de bază și restul componentelor electronice ale computerului. Dispozitivele sunt, de asemenea, adresate prin această magistrală și sunt schimbate semnale de serviciu speciale. Astfel, într-un mod simplificat, magistrala de sistem poate fi reprezentată ca un set de linii de semnal, combinate în funcție de scopul lor (date, adrese, control). Transmiterea informațiilor prin magistrală este controlată de unul dintre dispozitivele conectate la acesta sau de un nod special dedicat acestui scop, numit arbitru de magistrală.
Busul de sistem al IBM PC și IBM PC/XT a fost proiectat să transmită simultan doar 8 biți de informații, deoarece microprocesorul din 18088 folosit în computere avea 8 linii de date. În plus, magistrala de sistem includea 20 de linii de adrese, ceea ce limita spațiul de adrese la o limită de 1 MB. Pentru a lucra cu dispozitive externe, această magistrală a furnizat și 4 linii de întrerupere hardware (IRQ) și 4 linii pentru cerințele de la dispozitive externe acces directîn memorie (DMA, Acces direct la memorie). Pentru conectarea plăcilor de expansiune au fost utilizați conectori speciali cu 62 de pini. Rețineți că magistrala de sistem și microprocesorul au fost sincronizate de la un singur generator de ceas cu o frecvență de 4,77 MHz. Astfel, teoretic, rata de transfer de date ar putea ajunge la peste 4,5 MB/s.
1.1 AnvelopeISA
ISA bus (Industry Standard Architecture) este o magistrală care a fost folosită încă de la primele modele de PC și a devenit un standard industrial. Modelele PC XT au folosit o magistrală cu o lățime de date de 8 biți și o lățime de adresă de 20 de biți. În modelele AT, magistrala a fost extinsă la 16 biți de date și 24 de biți de adresă, ceea ce rămâne în prezent. Din punct de vedere structural, autobuzul este realizat sub forma a doua sloturi. Subsetul ISA-8 folosește doar primul slot cu 62 de pini, în timp ce ISA-16 utilizează un slot suplimentar cu 36 de pini. Frecvența ceasului - 8 MHz. Viteza de transfer de date de până la 16 MB/s. Are imunitate bună la zgomot.
Autobuzul oferă abonaților săi posibilitatea de a mapa registrele de 8 sau 16 biți la I/O și spațiul de memorie. Gama de adrese de memorie disponibile este limitată de zona UMA ( U unificat M emoție A arhitectura este o arhitectură de memorie unificată), dar pentru magistrala ISA-16, opțiunile speciale de configurare a BIOS pot permite, de asemenea, spațiu în zona cuprinsă între 15 și 16 megaocteți de memorie (deși computerul nu va putea folosi mai mult de 15 MB de memorie). RAM). Limita superioară a intervalului de adrese I/O este limitată de numărul de biți de adresă utilizați pentru decodare; limita inferioară este limitată de zona de adrese 0-FFh rezervată dispozitivelor de pe placa de sistem. PC-ul a adoptat adresarea I/O pe 10 biți, în care liniile de adresă A au fost ignorate de dispozitive. Astfel, domeniul de adrese a dispozitivelor de magistrală ISA este limitat la zona 100h-3FFh, adică un total de 758 de adrese de registre de 8 biți. Unele zone ale acestor adrese sunt revendicate și de dispozitivele de sistem. Ulterior, a început să fie utilizată adresarea pe 12 biți (interval 100h-FFFh), dar atunci când se folosește, este întotdeauna necesar să se țină cont de posibilitatea prezenței pe magistrală a adaptoarelor vechi de 10 biți care vor „răspunde” la adresa cu biţii A corespunzători în întreaga zonă admisibilă de patru ori .
Abonații magistralei ISA-8 pot avea la dispoziție până la 6 linii IRQ (Interrupt Request) pentru ISA-16, numărul lor ajunge la 11. Rețineți că la configurarea BIOS-ului, unele dintre aceste solicitări pot fi selectate de dispozitivele de pe placa de sistem sau de PCI; autobuz.
Abonații autobuzului pot folosi până la trei canale DMA pe 8 biți ( D irect M emoție A acces - acces direct la memorie), și alte trei canale pe 16 biți pot fi disponibile pe magistrala pe 16 biți. Semnalele de canal pe 16 biți pot fi utilizate și pentru a obține controlul direct al magistralei de către dispozitivul Bus-Master. În acest caz, canalul DMA este utilizat pentru a oferi arbitrajul controlului magistralei, iar adaptorul Bus-Master generează toate semnalele de adresă și de control ale magistralei, fără a uita să „dați” controlul magistralei procesorului nu mai mult de 15 microsecunde ( pentru a nu perturba regenerarea memoriei).
Toate resursele magistralei de sistem enumerate trebuie să fie distribuite între abonați fără conflict. Non-conflict înseamnă următoarele:
Fiecare abonat trebuie, în timpul operațiunilor de citire, să controleze magistrala de date (produce informații) numai prin adresele sale sau prin accesarea canalului DMA pe care îl folosește. Zonele de adrese de citire nu trebuie să se suprapună. Nu este interzis să „snoop” asupra operațiunilor de scriere care nu îi sunt adresate.
Linia de solicitare de întrerupere desemnată IRQx trebuie să fie menținută la nivel scăzut de către abonat într-o stare pasivă și setată la nivel inalt pentru a activa cererea. Abonatul nu are dreptul de a controla liniile de cerere neutilizate, acestea trebuie să fie deconectate electric sau conectate la un tampon în starea a treia. Un singur dispozitiv poate folosi o singură linie de solicitare. O astfel de absurditate (din punct de vedere al designului circuitului TTL) a fost permisă în primele PC-uri și, cu sacrificiul compatibilității, a fost replicată cu sârguință de mulți ani.
Problema distribuției resurselor în adaptoarele vechi a fost rezolvată cu ajutorul jumperilor, apoi au apărut dispozitive definite de software, care au fost înlocuite practic cu plăci PnP configurate automat.
Pentru autobuzele ISA, un număr de companii produc carduri prototip (Protitype Card), care sunt plăci de circuite imprimate de format complet sau redus cu un suport de montare. Plăcile sunt echipate cu circuite de interfață obligatorii - un buffer de date, un decodor de adrese și altele. Restul câmpului plăcii este o „placă oarbă” pe care dezvoltatorul poate plasa o versiune prototip a dispozitivului său. Aceste plăci sunt convenabile pentru testarea unui produs nou, precum și pentru montarea unor copii unice ale unui dispozitiv atunci când dezvoltarea și fabricarea unei plăci de circuit imprimat nu este profitabilă.
Odată cu apariția procesoarelor pe 32 de biți, s-au făcut încercări de a extinde lățimea magistralei, dar toate magistralele ISA pe 32 de biți nu sunt standardizate, cu excepția magistralei EISA.
1.2 AnvelopeEISA
Odată cu apariția microprocesoarelor 80386 pe 32 de biți (versiunea DX) de către Compaq, NEC și o serie de alte companii, a fost creată o magistrală EISA pe 32 de biți, pe deplin compatibilă cu ISA.
Autobuzul EISA (Extended ISA) este o extensie strict standardizată a ISA de până la 32 de biți. Designul asigură compatibilitatea cu adaptoarele ISA convenționale. Pinii de expansiune suplimentari îngusti sunt amplasați între lamele conectorului ISA și mai jos, astfel încât adaptorul ISA, care nu are sloturi suplimentare pentru chei în conectorul de margine, să nu ajungă la ei. Instalarea cardurilor EISA în sloturile ISA nu este permisă, deoarece circuitele sale specifice vor ajunge pe pinii circuitului ISA, făcând placa de bază inoperabilă.
Extinderea magistralei nu se referă doar la creșterea lățimii datelor și a adresei: modurile EISA folosesc semnale de control suplimentare pentru a permite moduri de transfer mai eficiente. În modul de transmisie normal (fără rafală), până la 32 de biți de date pot fi transferați per pereche de cicluri de ceas (un ceas per fază de adresă, un ceas per fază de date). Performanța maximă a magistralei este atinsă prin Burst Mode, un mod de mare viteză pentru trimiterea de pachete de date fără a indica adresa curentă în interiorul pachetului. În cadrul unui pachet, următoarele date pot fi transmise la fiecare ciclu de ceas al magistralei, lungimea pachetului poate ajunge la 1024 de octeți. Anvelopa oferă, de asemenea, mai productivitate Moduri DMA, la care viteza de schimb poate ajunge la 33 MB/s. Liniile de cerere de întrerupere permit utilizarea partajată, iar compatibilitatea cu cardurile ISA este menținută: fiecare linie de solicitare poate fi programată atât pentru sensibilitatea marginilor, atât în ISA, cât și la nivel scăzut. Autobuzul permite fiecărei plăci de expansiune să consume până la 45 W de putere, dar toata puterea, de regulă, nu consumă niciun adaptor.
Fiecare slot (maximum 8) și placă de sistem poate avea rezoluție selectivă a adresei I/O și linii separate de cerere și confirmare de control al magistralei. Arbitrajul cererii este efectuat de dispozitivul ISP (Integrated System Peripheral). O componentă obligatorie a unei plăci de bază cu magistrală EISA este memoria de configurare nevolatilă NVRAM, care stochează informații despre dispozitivele EISA pentru fiecare slot. Formatul de înregistrare este standardizat; un utilitar special ECU (EISA Configuration Utility) este utilizat pentru a modifica informațiile de configurare. Arhitectura permite, atunci când se utilizează adaptoare definite de software, să se rezolve automat conflictele în utilizarea resurselor sistemului în mod programatic, dar spre deosebire de specificația PnP, EISA nu permite reconfigurarea dinamică. Toate modificările de configurare sunt posibile numai în modul de configurare, după ieșire din care trebuie să reporniți computerul. Acces izolat la porturile I/O ale fiecărei plăci în timpul configurării este furnizat simplu: semnalul AEN, care permite decodarea adresei în ciclul I/O, ajunge la fiecare slot printr-o linie AENx separată, în acest moment controlată de software. În acest fel, le puteți accesa separat pe ambele cărți obișnuite ISA, dar acest lucru este inutil deoarece cardurile ISA nu acceptă schimbul de informații de configurare furnizate de magistrala EISA. Specificația PnP pentru magistrala ISA a apărut din unele dintre ideile de configurare EISA (formatul de înregistrare a configurației ESCD seamănă mult cu NVRAM-ul EISA).
EISA este o arhitectură costisitoare, dar utilă, utilizată în sisteme multitasking, servere de fișiere și oriunde este necesară extinderea magistralei I/O extrem de eficientă.
1.3 AnvelopeM.C.A.
Autobuzul MCA (Arhitectura MicroChannel) - arhitectura microcanal - a fost introdusă în ciuda concurenților de IBM pentru computerele sale PS / 2, începând cu modelul 50 în 1987. Oferă schimb rapid de date între dispozitive individuale, în special cu RAM. Autobuzul MCA este complet incompatibil cu ISA/EISA și alte adaptoare. Compoziția semnalelor de control, protocolul și arhitectura sunt orientate către funcționarea asincronă a magistralei și procesorului, ceea ce elimină problema potrivirii vitezelor procesorului și a dispozitivelor periferice. Adaptoarele MCA folosesc pe scară largă Bus-Mastering, toate cererile trec prin dispozitivul CACP (Central Arbitration Control Point). Arhitectura permite ca toate dispozitivele să fie configurate eficient și automat prin software (nu există comutatoare în MCA PS/2).
În ciuda întregii progresivități a arhitecturii (față de ISA), magistrala MCA nu este populară din cauza gamei restrânse de producători de dispozitive MCA și a incompatibilității totale a acestora cu sistemele ISA produse în serie. Cu toate acestea, MCA încă găsește aplicații în serverele de fișiere puternice, unde este necesară o performanță I/O extrem de fiabilă.
2. AUTOBUZ LOCAL
Dezvoltatorii computerelor ale căror plăci de bază erau bazate pe microprocesoare 180386/486 au început să folosească magistrale separate pentru memorie și dispozitive I/O, ceea ce a făcut posibilă utilizarea maximă a capacităților RAM, deoarece în acest caz memoria poate funcționa. la cea mai mare viteză. Cu toate acestea, cu această abordare, întregul sistem nu poate oferi performanțe suficiente, deoarece dispozitivele conectate prin conectori de expansiune nu pot atinge viteza de transfer comparabilă cu procesorul. Acest lucru se referă în principal la lucrul cu controlere de stocare și adaptoare video. Pentru a rezolva această problemă, au început să folosească așa-numitele magistrale locale, care conectează direct procesorul cu controlerele dispozitivelor periferice.
Primele computere IBM compatibile cu PC-uri cu autobuze locale nu au fost, desigur, standardizate. Unul dintre cei mai importanți producători de computere personale care a fost pionier în implementarea unui subsistem video cu o magistrală locală a fost NEC Technologies. În 1991, această companie și-a prezentat imaginea de dezvoltare originală.
ÎN În ultima vreme Au apărut două autobuze locale, recunoscute ca fiind industriale: magistrala VLB, propusă de VESA (Video Electronics Standards Association), și PCI (Peripheral Component Interconnect), dezvoltat de Intel. Ambele autobuze sunt destinate, în general, pentru același lucru - pentru a crește viteza computerului, permițând dispozitivelor periferice, cum ar fi adaptoarele video și controlerele de unitate, să funcționeze la frecvențe de ceas de până la 33 MHz și mai mari. Ambele autobuze folosesc conectori MCA. Cu toate acestea, aici se termină asemănarea lor, deoarece scopul cerut este atins prin mijloace diferite.
Dacă VL-bus este, de fapt, o extensie a magistralei procesorului (amintiți-vă de magistrala IBM PC/XT), atunci PCI din organizația sa este mai asemănătoare cu magistralele de sistem, de exemplu, EISA, și este o dezvoltare complet nouă. Strict vorbind, PCI aparține clasei așa-numitelor magistrale mezzanine, adică magistralele „add-on”, deoarece există un cip „punte” special potrivit între magistrala procesorului local și PCI în sine.
2.1 AnvelopeVLB
Standardul de autobuz local VLB (VESA Local Bus, VESA – Video Equipment Standard Association) a fost dezvoltat în 1992. Principalul dezavantaj al magistralei VLB este imposibilitatea folosirii acestuia cu procesoare care au înlocuit MP 80486 sau existente în paralel cu acesta (Alpha, PowerPC etc.).
Autobuzele I/O ISA, MCA, EISA au performanțe scăzute datorită locului lor în structura PC-ului. Aplicațiile moderne (în special aplicațiile grafice) necesită creșteri semnificative ale debitului, pe care procesoarele moderne le pot oferi. O soluție la problema creșterii debitului a fost utilizarea magistralei locale a procesorului 80486 ca magistrală pentru conectarea dispozitivelor periferice. adaptor grafic).
VLB este o magistrală locală standardizată de 32 de biți, reprezentând în esență semnalele magistralei de sistem ale procesorului 486 direcționate către conectori suplimentari de pe placa de bază. Autobuzul este puternic concentrat pe procesorul 486, deși poate fi folosit și cu procesoare de clasa 386. procesoare Pentium A fost adoptată specificația 2.0, în care lățimea magistralei de date a fost mărită la 64, dar nu a câștigat distribuție. Convertoarele de magistrală hardware ale noilor procesoare la magistrala VLB, fiind „creșteri” artificiale pe arhitectura magistralei, nu au prins rădăcini, iar VLB nu a primit o dezvoltare ulterioară.
Din punct de vedere structural, un slot VLB este similar cu un slot MCA obișnuit de 16 biți, dar este o extensie a slotului de magistrală ISA-16, EISA sau MCA de sistem, situat în spatele acestuia, aproape de procesor. Datorită capacității limitate de încărcare a magistralei procesorului, pe placa de bază nu sunt instalate mai mult de trei sloturi VLB. Frecvența maximă de ceas al magistralei este de 66 MHz, deși magistrala funcționează mai fiabil la 33 MHz. În același timp, este declarată o debit maxim de 132 MB/s (33 MHz x 4 octeți), dar se realizează numai în cadrul unui ciclu de pachete în timpul transferurilor de date. În realitate, într-un ciclu de rafală, transferul de 4 x 4 = 16 octeți de date necesită 5 cicluri de ceas de magistrală, deci chiar și în modul rafală debitul este de 105,6 MB/s, iar în modul normal (ciclu per fază de adresă și ceas pe fază de date). ) - doar 66 MB /s, deși acest lucru este semnificativ mai mult decât ISA. Cerințele stricte pentru caracteristicile de sincronizare ale magistralei procesorului în condiții de sarcină mare (inclusiv cipuri cache externe) pot duce la o funcționare instabilă: toate cele trei sloturi VLB pot fi utilizate numai la o frecvență de 40 MHz cu o placă de bază încărcată, numai 50 MHz pot funcționa un singur slot. Busul, în principiu, permite utilizarea adaptoarelor active (Bus-Master), dar arbitrarea cererilor revine adaptoarelor înșiși. De obicei, o magistrală permite instalarea a nu mai mult de două adaptoare Bus-Master, dintre care unul este instalat în slotul „Master”.
Autobuzul VLB a fost folosit în mod obișnuit pentru a conecta adaptorul grafic și controlerul de disc. Adaptoarele LAN pentru VLB practic nu sunt găsite. Uneori există plăci de bază a căror descriere afirmă că au un adaptor grafic și disc încorporat cu o magistrală VLB, dar nu au sloturi VLB în sine. Aceasta înseamnă că placa conține cipuri ale adaptoarelor specificate, concepute pentru conectarea la magistrala VLB. O astfel de magistrală implicită nu este în mod natural inferioară ca performanță față de o magistrală cu sloturi explicite. Din punct de vedere al fiabilității și al compatibilității, acest lucru este și mai bun, deoarece problemele de compatibilitate cu cardurile și plăcile de bază pentru magistrala VLB sunt deosebit de acute.
2.2 ObosiPCI
Bus PCI (Peripheral Component Interconnect bus - interconnection of peripheral components) - bus pentru conectarea componentelor periferice. A fost anunțat de Intel în iunie 1992 la PC Expo.
Această magistrală ocupă un loc aparte în arhitectura PC modernă (magistrală mezanin), fiind o punte între magistrala procesorului local și magistrala I/O ISA/EISA sau MCA. Această magistrală a fost concepută având în vedere sistemele Pentium, dar funcționează bine cu procesoare 486, precum și cu procesoare non-Intel. Există și o versiune pe 64 de biți, standardul PCI 2.1 permite o viteză maximă teoretică de 132/264 de biți la 33 MHz și 528 MB/s pentru a conecta un adaptor (spre deosebire de un VLB), pe placa de baza poate coexista cu oricare dintre magistralele I/O si chiar cu un VLB (desi acest lucru nu este necesar).
Nu pot exista mai mult de patru dispozitive (sloturi) pe o magistrala PCI. PCI Bus Bridge (PCI Bridge) este hardware pentru conectarea magistralei PCI la alte magistrale. Host Bridge - puntea principală - este folosită pentru a conecta PCI la magistrala de sistem (magistrala procesorului sau procesoare). Peer-to-Peer Bridge - punte peer-to-peer - este utilizat pentru a conecta două magistrale PCI. Două sau mai multe magistrale PCI sunt utilizate în platforme de server puternice - magistralele PCI suplimentare vă permit să creșteți numărul de dispozitive conectate.
Configurarea automată a dispozitivelor (selectarea adreselor, solicitări de întrerupere) este suportată de instrumentele BIOS și este orientată către tehnologia Plug and Play. Standardul PCI definește un spațiu de configurare pentru fiecare slot de până la 256 de registre de opt biți care nu sunt alocate nici spațiului de memorie, nici spațiului I/O. Acestea sunt accesate prin cicluri speciale de magistrală de citire și scriere de configurare, generate de controler atunci când procesorul accesează registrele controlerului magistralei PCI situate în spațiul său I/O.
Busul PCI include semnale pentru testarea adaptoarelor prin interfața JTAG. Pe placa de bază, aceste semnale nu sunt întotdeauna folosite, dar pot organiza și un lanț logic de adaptoare testate.
Busul PCI tratează toate schimburile ca pachete: fiecare cadru începe cu o fază de adresă, care poate fi urmată de una sau mai multe faze de date. Numărul de faze de date dintr-un pachet este nedefinit, dar este limitat de un temporizator care determină timpul maxim pe care un dispozitiv poate folosi magistrala. Fiecare dispozitiv are propriul temporizator, a cărui valoare este setată la configurarea dispozitivelor cu magistrală.
Fiecare schimb implică două dispozitive - un inițiator al schimbului (Inițiator) și un dispozitiv țintă (Target). Arbitrajul cererilor de utilizare a magistralei este gestionat de o unitate funcțională specială care face parte din chipsetul plăcii de bază. Pentru a coordona viteza dispozitivelor care participă la schimb, sunt furnizate două semnale de pregătire IRDY# și TRDY#. Liniile AD multiplexate comune sunt utilizate pentru adresă și date pe magistrală. Patru linii C/BE multiplexate sunt utilizate pentru a codifica instrucțiunile în faza de adresă și pentru a activa octeții în faza de date.
Autobuzul are versiuni cu alimentare de 5 V, 3,3 V. Există și versiune universală(cu comutare +V linii I/O de la 5 V la 3,3 V). Cheile sunt rândurile lipsă de contacte 12, 13 și 50, 51. Pentru slotul de 5 V, cheia este situată în locația contactelor 50, 51; pentru 3 V - 12, 13; pentru una universală - două chei: 12, 13 și 50, 51. Cheile nu permit instalarea unui card într-un slot cu o tensiune de alimentare necorespunzătoare. Slotul pe 32 de biți se termină cu pinii A62/B62, slotul pe 64 de biți se termină cu pinii A94/B94.
Spre deosebire de alte adaptoare de magistrală, componentele Carduri PCI situat pe suprafața stângă a plăcilor. Din acest motiv, slotul PCI cel mai exterior împarte de obicei amprenta adaptorului cu slotul ISA adiacent (slot partajat).
Până de curând, magistrala PCI a fost a doua (după ISA) cea mai populară aplicație. ÎN sisteme moderne Autobuzele ISA sunt abandonate, iar magistrala PCI se mută în pozițiile principale. Unele companii produc carduri prototip pentru acest autobuz, dar, bineînțeles, echiparea acestora cu un adaptor periferic sau un dispozitiv cu design propriu este mult mai dificilă decât un card ISA. Protocoale mai complexe și multe altele frecvente inalte(8 MHz pentru magistrala ISA față de 33 sau 66 MHz pentru magistrala PCI). De asemenea, magistrala PCI are imunitate slabă la zgomot, deci este încă relativ rar folosită pentru construirea de sisteme de măsurare și calculatoare industriale.
Unele sisteme (plăci de bază) au un mic conector numit Media Bus. Este situat în spatele conectorului magistralei PCI al unuia dintre sloturi. Acest conector scoate semnale de la magistrala ISA obișnuită și este proiectat astfel încât un adaptor grafic cu o magistrală PCI să poată găzdui și un chipset de placă de sunet ieftin, proiectat pentru magistrala ISA. Acest conector, și în special astfel de plăci audio-video combinate, nu sunt utilizate pe scară largă.
CONCLUZIE
De la dezvoltarea sa și până în prezent, magistrala I/O a fost blocajul computerelor personale moderne, ceea ce afectează negativ caracteristicile generale de viteză ale sistemului. Au apărut noi autobuze, capacitatea de biți, viteza autobuzelor și debitul lor au crescut. Dar dezvoltarea de noi standarde pentru anvelope continuă. Multe firme își unesc forțele pentru a dezvolta noi standarde.
Folosind exemple de standarde existente, este clar că fiecare standard de anvelope are propriile sale avantaje, dar și dezavantajele sale. Unele anvelope vă permit să obțineți performanțe destul de satisfăcătoare, dar sunt foarte scumpe și greu de fabricat, iar de multe ori costurile nu sunt recuperate. Altele sunt ieftine, dar foarte pretențioase asupra sistemului în ansamblu.
Lista surselor utilizate
1. Informatica: Atelier de tehnologie informatica: Tutorial pentru universități / Ed. N.V. Makarova. – M.: Finanțe și Statistică, 1997. - 384 p.
2. Mogilev A.V. şi altele Informatică: Manual pentru studenţi pedagogi. universități / A.V. Mogilev, N.I. Pak - M.: Academia, 1999. - 816 p.
3. Ostreykovsky V.A. Informatica: Manual pentru universitati tehnice - M.: facultate, 1999. – 511 p.
4. Informatica: Curs de baza: Manual pentru colegii / Editat de S.V. Simonovici - Sankt Petersburg. : Peter, 2003. – 640 p.
5. Khokhlova N.V. şi altele Informatică: Manual pentru universităţi / N.V. Khokhlova, A.I. Istemenko, B.V. Petrenko. – M.: Şcoala superioară, 1990. – 195 p.
Anvelopele sunt împărțite în rânduri local cauciucuri, pielea... astfel de microcircuite. În plus, actualizat standard Apare și mai des la periferie...
