Бройдо В.Л. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации (2002) (1186248), страница 29
Текст из файла (страница 29)
В подавлявшем большинстве современных ПК в качестве системного интерфейса используется сисгиеинпм ишна.!Им>тгт (Ь»в) — совокупность линий связи, по которым ииформац>гя псрсдастся олповрсмснио. Пол основной, или сисшезвной, и>иной В кОмиью>срыю.и»сваг>!» шн»кн н>нггг> термина ннтгрфсиг> и поЛьзуЮт тсриннМ»Коитроллгр> или»алантгр». (лте о говоря.
зто не совсем верно, ибо контроллер (сапего!!ег) управляет интерфейсом и обеспечивает сто работ», алаи>ср (ат!артс>) обссиснинас > снимает н>ни гь нито!»1»>итон. 132 Глава 5. Микропроцессоры и системные платы обычно понимается шина между процессором и подсистемой памяти.
Шины характеризуются разрядностью и частотой. Структура и состав системной шины были рассмотрены в разделе «Интерфейсная часть МП>. Важнейшими функциональными характеристиками системной шипы являются количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, то есть максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности (есть шины 8ч 16ч 32- и 64-разрядные) и тактовой частоты, на которой шина работает. Разрядность, или ширина, шины (Ьпз ш181Ь), — количество линий связи в шине, то есть число бит, которое может быть передано по шине одновременно. Тактовая частота шины (Ьцв (гецпепсу) — частота, с которой передаются последовательные биты информации по линиям связи. В качестве системной шины в разных ПК использовались и могут использоваться: О шины расширений — шины общего назначения, позволяющие подключать большое число.сяояьйх разнообразных устройств; 61 локальные шины, часто специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видеосистем.
В компьютерах широко используются также периферийные шины — интерфейсы для внешних запоминающих и многочисленных периферийных медленнодействующих устройств. Сравнительные технические характеристики некоторых шин приведены в табл. 5.4. Таблица 5.4. Основные характеристики шин Характеристика Шина 1ЗА Е18А МСА Ч$.В РС! АОР 16 — данные! 24 — адреса Разрядность шины, бит 32/32 32/32 32/32 64/64 8-33 10-20 до 33 33 76 132 32/32 64/64 До 66 132/264/ 528 32/32 64/64 66/133 528/1056/ 2112 Рабочая частота, МГи 8 Пропускная способность, Мбайт/с Число подключаемых устройств,шк 16 15 15 4 10 Шины расширений Шина Мп(11Ьпв1 имеет две модификации; РС/ХТ Ъпз и РС/ЛТ Ьпз, Шина РС/ХТ Ъвв — 8-разрядная шина данных и 20-разрядная шина адреса, рассчитанная на тактовую частоту 4 77 М Гц; имеет четыре линии для аппаратных прерываний и четыре канала для прямого доступа в память (каиалы РМА — Р1гесг Мешогу Лссеьв).
Шина адреса ограничивала адресное пространство микропроцессора величиной 1 Мбайт. Используется с М П 8086, 8088. Шина РС/АТ Ьвв — 16-разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота до 8 МГц, но может использоваться и МП с тактовой частотой 16 МГц, так как контроллер шины может делить частоту пополам; имеет 7 линий для аппаратных прерываний и четыре канала Р МА.
Используется с МП 80286. 1ЗЗ Внутримашннный системный и периферийный интерфейс Шина 1$А (1пдцзггу 5гапг1агг( ЛгсЫесгпге — архитектура промышленного стандарта) — 16-разрядная шина данных и 24-разрядная шина адреса, рабочая тактовая частота 8 МГц, но может использоваться и с МП с тактовой частотой больше 66 МГц (коэффициент деления увеличен); по сравнению с шинами РС/ХТ и РС/АТ увеличено количество линий аппаратных прерываний с 7 до 15 и каналов прямого доступа к памяти 1) МА с 7 до 11.
Благодаря 24-разрядной шине адреса адресное пространство увеличилось с 1 до 16 Мбайт. Теоретическая пропускная способность шины данных равна 16 Мбайт/с, но реально оиа ниже, около 5,5 Мбайт/с, ввиду ряда особенностей ее использования. Конфигурация системы с шиной!8Л показана на рис. 5.7. Рис.
5.7. Конфигурация системы с шиной!5Я Шина 1БЛ вЂ” основная шина на устаревших материнских платах. С появлением 32-разрядных высокоскоростных М П шина 15 А стзла существенным препятствием увеличения быстродействия ПК. Раньше с помощью интерфейса 18А подключались такие устройства, как видеокарты, модемы, звуковые карты и т, д, На современных материнских платах этот интерфейс либо совсем отсутствует, либо имеется всего 1-2 слота. Конструктивно слот 18А представляет собой разъем, состоящий из двух частей — 62-контактного и примыкающего к нему 36-контактного сегментов. Шина Е!8А (ЕхгепгЫ 18А) — 32-разрядная шина данных и 32-разрядная шина адреса, создана в 1989 году как функциональное и конструктивное расширение 15А.
Лдресное пространство шины 4 Гбайта, работает также на частоте 8 МГц. Пропускная способность шины — 33 Мбайт/с, причем скорость обмена по каналу МП вЂ” кэш— ОП определяется параметрами микросхем памяти; увеличено число разъемов расширений — теоретически может подключаться до 15 устройств (практически до 10). Поддерживает Вцт Мизгеппд — режим управления шиной со стороны любого из устройств на шине, имеет систелгу ирбиглражи для управления доступом устройств к шине.
Улучшена система прерывашш, обеспечивается автоматическое конфигурирование системы и управление РМЛ. Шина подлерживаел многопроцессорную архитектуру вы- 1З4 Глава 5. Микропроцессоры и системные платы числительных систем. Шина Е18А весьма дорогая и применяется в скоростных ПК, сетевых серверах и рабочих станциях. Внешне слоты шины на СП имеют такой же вид, как и 18А, и в них могут вставляться платы 1ЯА, но в глубине разъема находятся дополнительные ряды контактов Е1ЯА, а платы Е1ЯА имеют более высокую ножевую часть разъема с дополнительными рядами контактов. Шина МСА (М)его СЬаппе1 Агс)11гесспге) — 32-разрядная шина, созданная фирмой 1ВМ в 1987 году для машин РЯ/2, пропускная способность 76 Мбайт/с, рабочая частота 10-20 МГц.
По своим прочим характеристикам близка к шине Е18А, но не совместима ни с 1ЯА, ни с Е18А. Поскольку компьютеры РБ/2 не получили широкого распространения, в первую очередь авилу отсутствия наработанного обилия прикладных программ, шина МСА также используется не очень широко.
Локальные шины Современные вычислительные системы характеризуются: о стремительным ростом быстродействия микропроцессоров и некоторых внешних устройств (так, для отображения цифрового полноэкранного видео с высоким качеством необходима пропускная способность 22 Мбайт/с); гз появлением программ, требующих выполнения большого количества интерфейсных операций (например, программы обработки графики в ЖЫозчэ, Мц!1)пзег1)а). В этих условиях пропускной способности шин расширения, обслуживающих одновременно несколько устройств, оказалось недостаточно для комфортной работы пользователей, ибо компьютеры стали подолгу «задумываться».
Разработчики интерфейсов пошли по пути создания локальных шин, подключаемых непосредственно к шине МП, работающих на тактовой частоте МП (но не на внутренней рабочей его частоте) и обеспечивающих связь с некоторыми скоростными внешними, по отношению к МП, устройствами: основной и внешней памятью, видеосистемами и т. д. Сейчас существуют три основных стандарта универсальных локальных шин: ЪЧ.В, РС1 и АСР. Шина ЪЧ.В (Уела 7оса1 Вцэ) разработана в 1992 году ассоциацией стандартов видеооборудования (ЧЕКА — ЧЫео Ецшршепг Ягапг1агг)э Аззойагюп) и поэтому часто ее называют шиной ЧЕВА.
Шина Ч 1.В, по существу, является расширением внутренней шины МП для связи с видеоадаптером и реже с винчестером, платами Мц1г1шец)а, сетевым адаптером. Разрядность шины — 32 бита, реальная скорость передачи данных по Ч1. — 80 Мбайт/с (теоретически достижимая — 132 Мбайт/с). Недостатки шины Ч1.В: гз ориентация только на МП 80386, 80486 (не адаптирована для процессоров класса Репс)цп1); ГЗ жесткая зависимость от тактовой частоты МП (каждая шина Ч1.В рассчитана только на конкретную частоту до 33 МГц); ГЭ малое количество подключаемых устройств — к шине Ч1В может подключаться только четыре устройства; О отсутствует арбитраж шины — могут быть конфликты между подключаемыми устройствами.
1З5 Внутримашинный системный и периферийный интерфейс Шина РС1 (Репрйета( Соглропепт 1ьтегсоппесй соединение внешних компонентов)— самый распространенный и универсальный интерфейс для подключения различных устройств. Разработана в 1993 году фирмой 1пте!. Шина РС! является намного более универсальной, чем Ч1.В; позволяет подключать до 10 устройств; имеет свой адаптер, позволяющий ей настраиваться на работу с любым МП от 80486 до современных Реп!!цш. Тактовая частота РС1 — 33 МГц, разрядность — 32 разряда данные/ 32 разряда адреса с возможностью расширения до 64 бит, теоретическая пропускная способность 132 Мбайт/с, а в 64-битовом варианте — 264 Мбайт/с. Модификация 2,1 локальной шины РС! работает на тактовой частоте до 66 М Гц и при разрядности 64 имеет пропускную способность до 528 Мбайт/с.
Осуществлена поддержка режима Р!ц8 апг! Р!ау, Вцэ Маэтег!пй и автоконфигурации. Конструктивно разъем шины на системной плате состоит из двух следующих подряд секций но 64 контакта (каждая со своим ключом). С помощью этого интерфейса к материнской плате подключаются видеокарты, звуковые карты, модемы, контроллеры ЯС51 и другие устройства. Как правило, на материнской плате имеется несколько разъемов РС1. Шина РС1, хотя и является локальной, выполняет и многие функции шины расширения. Шины расширения 18А, Е15А, МСА (а она совместима с ними) при наличии шины РС1 подключаются не непосредственно к МП (как это имеет место при использовании шины ЪЧ.В), а к самой шине РС! (через интерфейс расширения). Благодаря такому решению шина является процессора-независимой (в отличие от лг?Ьцэ) и может работать параллельно с шиной процессора, не обращаясь к ней за запросами.
Загрузка шины процессора существенно снижается. Например, процессор работает с системной памятью или кэш-памятью, а в это время по сети на винчестер пишется информация. Конфигурация системы с шиной РС1 показана на рис. 5.8. Рис. 6.8. Конфигурация системы с шиной РС! Глава 5. Микропроцессоры и системные платы Шина АСР (Ассе1егагег1 Старйтсз Рогг — ускоренный графический порт) — интерфейс для подключения видеоадаптера к отдельной магистрали АСР, имеющей выход непосредственно па системную память.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
