Локальные шины VLB и PCI
5.2 Локальные шины VLB и PCI
Два основных стандарта универсальных локальных шин: VLB и PCI:
1. Шина VLB (VESA Local Bus -локальная шина VESA) - называют шиной VESA. Разрядность шины - 32 бита (возможен 64-разрядный вариант). Реальная скорость передачи данных по VLB - 80 Мбайт/с (теоретически достижимая -132 Мбайт/с).
Недостатки шины:
– рассчитана на работу с МП 80386, 80486, не адаптирована для процессоров Pentium, Pentium Pro, Power PC;
– жесткая зависимость от тактовой частоты МП (каждая шина VLB рассчитана только на конкретную частоту);
– малое количество подключаемых устройств - к шине VLB (только четыре устройства);
– отсутствует арбитраж шины - могут быть конфликты между подключаемыми устройствами.
2. Шина PCI. (Peripheral Component Interconnect - соединение внешних устройств). Шина PCI является более универсальной, чем VLB, имеет свой адаптер, позволяющий ей настраиваться на работу с любым МП, она позволяет подключать 10 устройств самой разной конфигурации с возможностью автоконфигурирования, имеет свой "арбитраж", средства управления передачей данных.
Рекомендуемые материалы
Разрядность PCI - 32 бита с возможностью расширения до 64 бит, при частоте шины 33 МГц теоретическая пропускная способность 132 Мбайт/с, а в 64-битовом варианте -263 Мбайт/с (реальная вдвое ниже).
Варианты конфигурации систем с шинами VLB и PCI показаны на рисунке 5.1 и рисунке 5.2 соответсвенно. Использование в ПК шин VLB и PCI возможно только при наличии соответствующей VLB- или PCI-материнской платы.
Рисунок 5.1 - Конфигурация системы с шиной VLB
Рисунок 5.2 - Конфигурация системы с шиной PCI
Для подключения шины PCI к другим шинам применяются аппаратные средства - мосты шины PCI (PCI Bridge).
Основные возможности шины следующие:
1. Синхронный 32-х или 64-х разрядный обмен данными. При этом для уменьшения числа контактов используется мультиплексирование, то есть адрес и данные передаются по одним и тем же линиям.
2. Поддержка 5V и 3.3V логики. Разъемы для 5 и 3.3V плат различаются расположением ключей (cуществуют универсальные платы, поддерживающие оба напряжения, но частота 66MHz поддерживается только 3.3V логикой).
3. Частота работы шины 33MHz или 66MHz (в версии 2.1) позволяет обеспечить широкий диапазон пропускных способностей (с использованием пакетного режима):
– 132 МВ/сек при 32-bit/33MHz;
– 264 MB/сек при 32-bit/66MHz;
– 264 MB/сек при 64-bit/33MHz;
– 528 МВ/сек при 64-bit/66MHz.
4. Для работы шины на частоте 66MHz необходимо, чтобы все периферийные устройства работали на этой частоте.
5. Полная поддержка multiply bus master (например, несколько контроллеров жестких дисков могут одновременно работать на шине).
6. Поддержка write-back и write-through кэша.
7. Автоматическое конфигурирование карт расширения при включении питания.
8. Спецификация шины позволяет комбинировать до восьми функций на одной карте (например, видео + звук и т.д.).
9. Шина позволяет устанавливать до 5 слотов расширения, однако возможно использование моста PCI-PCI для увеличения количества карт расширения.
10. PCI-устройства оборудованы таймером, который используется для определения максимального промежутка времени, в течении которого устройство может занимать шину.
11. Шина поддерживает метод передачи данных, называемый метод линейных пакетов. Этот метод предполагает, что пакет информации считывается (или записывается) в непрерывное пространство памяти, то есть адрес автоматически увеличивается для следующего байта. Естественным образом при этом увеличивается скорость передачи собственно данных за счет уменьшения числа передаваемых адресов.
Спецификация шины PCI определяет три типа ресурсов: два обычных (диапазон памяти и диапазон ввода/вывода) и "конфигурационное пространство".
Интерфейс PCI Express (3GIO).
Аббревиатура 3GIO расшифровывается как «3-е поколение шины ввода-вывода» (Third Generation Input/Output Interconnection).
Масштабируемость производительности достигается через повышение частоты и добавление линий к шине. PCI Express призвана обеспечить высокую пропускную способность с низким количеством служебной информации и низкими задержками. Поддерживаются несколько виртуальных каналов на один физический.
Система адресации полностью совместима со спецификацией PCI, что позволяет подключать устройства PCI к новой шине.
Спецификация интерфейса PCI Express предусматривает несколько уровней взаимодействия и протоколов:
– физический;
– данных (Data Link);
Вместе с этой лекцией читают "3.2 Отсечение выпуклым многоугольным окном".
– транзакций (транспортный);
– приложений и драйверов;
– конфигурационный.
Физической основой PCI Express являются последовательные низковольтные дифференциальные линии связи, по одной паре для передачи и приема данных.
Теоретически полоса пропускания самого узкого канала достигает 2,5 Гбит/с в каждом направлении.
Система адресации и команд включает три стандартных поля, совместимых с интерфейсом РСI (область памяти, адрес ввода-вывода, инициализации и конфигурирования), а также дополнительное поле сообщений (Message).
