Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 29
Текст из файла (страница 29)
Это подразумевает,что каждый абонент должен при операциях чтения управлять шиной данных (выдавать информацию) только по своим адресам илипо обращению к используемому им каналу DMA. Области адресовдля чтения не должны пересекаться. «Подсматривать» не ему адресованные операции записи не возбраняется.Для шины ISA выпускаются два типа плат расширения — 16- и8-разрядные платы. Шина ISA до сих пор используется в компьютерах i286, i386 и в части i486, а также в более современных в сочетании с шиной PCI.Шина EISA (Extended Industry Standard Architecture).
Появиласьв 1988 г. в качестве альтернативного варианта шины МСА и представляет собой дальнейшее развитие шины ISA. Главное преимущество по сравнению с МСА — совместимость с ISA и соответственновозможность использования многочисленных плат адаптеров, разработанных для ISA.Основные характеристики:• 32-разрядная шина данных;• 32-разрядная шина адреса, что позволяет адресоваться к4 Гбайт памяти;• восемь каналов прямого доступа (DMA);• частота работы 8,33 МГц;• пропускная способность — 33,3 Мбит/с.154Глава 2. Архитектура и структура ВМ и системПоддерживает режим автоматического конфигурированияPlug&Play. Шина позволяет однозначно определять устройства, подключенные к каждому из разъемных соединителей расширения.Специальные коды плат расширения считываются ПЭВМ во времяее загрузки.
Используется «географический» принцип адресацииустройств, когда магистральные линии системной шины дополненыиндивидуальными (радиальными) линиями связи от каждого разъема расширения. Режим автоконфигурации устанавливается автоматически для плат EISA во время инициации.При создании EISA использован ряд технических новшеств, позволивших существенно улучшить характеристики шины, в частности шина поддерживает программно-конфигурируемые адаптеры,позволяющие автоматически разрешать конфликты использованиясистемных ресурсов программным путем.В шине применен режим Burst Mode — скоростной режимпересылки пакетов данных, что существенно повышает производительность шины.
Активное устройство, подсоединенное к шине(bus master), может использовать два режима передачи данных —стандартный и пакетный. Стандартный режим передачи требует,чтобы управляющее и управляемое устройства обменивались соответствующими сигналами управления для записи или чтения16- или 32-разрядных чисел. В пакетном режиме данный обменвыполняется лишь в начале передачи. Для обеспечения пакетногорежима в шине EISA использованы специальные символы управления.EISA — дорогая, но оправдывающая себя архитектура, применяющаяся в многозадачных системах, на файл-серверах и везде, гдетребуется высокоэффективное расширение шины ввода-вывода.Перед шиной PCI у нее есть некоторое преимущество в количествеслотов, которое для одной шины PCI не превышает четырех, а уEISA может достигать восьми.Шина MCA (MicroChannel Architecture).
MCA — микроканальная архитектура — была введена в пику конкурентам фирмой IBMдля своих компьютеров PS/2 начиная с модели 50. Шина МСА несовместима с ISA/EISA и другими адаптерами.Состав управляющих сигналов, протокол и архитектура ориентированы на асинхронное функционирование шины и процессора,что снимает проблемы согласования скоростей процессора и периферийных устройств.Существует два варианта шины — 16- и 32-разрядный (имеютсяв виду биты данных). В обоих вариантах поддерживается технологияPlug&Play (программное конфигурирование).2.5. Интерфейсы,755Основные характеристики:• для 16-разрядной МСА:— 6-разрядная шина данных;— 24-разрядная шина адреса, что позволяет адресоваться к16 Мбайт памяти;— частота работы — 10 МГц (возможны и другие частоты —16 МГц и более);— пропускная способность — 16 Мбайт/с;• для 32-разрядной МСА:— 32-разрядная шина данных;— 32-разрядная шина адреса, что позволяет адресоваться к4 Гбайт памяти;— частота работы — 10 МГц;— пропускная способность — 20 Мбайт/с (в литературе говорится о возможности достижения 40 Мбайт/с и выше.)Основные преимущества шины МСА заключаются в следующем.1.
Микроканал позволяет эффективно и автоматически конфигурировать все устройства программным путем (в МСА PS/2 нет ниодного переключателя).2. Шина МСА дает возможность реализовать многопользовательский и многозадачный режимы работы микропроцессора. Этому способствует схема арбитража САСР (Central Arbitration ControlPoint), с помощью которой различные устройства получают доступк системной шине данных; если два и более устройства одновременно пытаются получить управление МСА, аппаратные средстваМСА разрешают этот конфликт.
Схема преодоления конфликтовдецентрализована, с защитой от монополизации. Аппаратные средства дают возможность поддерживать до 16 «интеллектуальных» устройств, взаимодействующих по шине без всяких помех: до 8 микропроцессоров и 8 других устройств, например контроллеров ПДП.3. Повышенная по сравнению с шиной AT частота и разрядность обеспечивают сравнительно высокую пропускную способность (до 40 Мбайт/с).4.
Такие секции шины, как видеорасширения отображаемой памяти, а также аудиоканал, позволяют адаптерным платам соответственно: получать доступ к контроллеру VGA на системной плате;реализовывать специальный режим передачи данных MatchedMemory; обмениваться аудиосигналами с системной платой.5. Использование новых технологий монтажа и формата адаптерных плат, повышенная плотность размещения выводов микросхем и разъемов, существенно уменьшающих генерацию ПЭВМ156Глава 2.
Архитектура и структура ВМ и системэлектромагнитного излучения. Снижению помех прежде всего способствует размещение выводов в разъемах расширения и адаптерных платах: через каждые четыре вывода имеется вывод «земля» собеих сторон разъема. Размещение выводов сдвинуто на противоположных сторонах разъема на два вывода, в результате чего каждыйсигнальный вывод становится смежным с «землей». Более короткиепроводники также обеспечивают снижение генерации помех.При всей прогрессивности архитектуры (относительно ISA)шина МСА не пользуется популярностью из-за узости круга производителей МСА-устройств и полной их несовместимости с массовыми ISA-системами.
Однако МСА еще находит применение вмощных файл-серверах, где требуется обеспечение высоконадежного производительного ввода-вывода.Локальные шины VLB и PCI. Попытки улучшить системныешины за счет создания шин МСА и EISA имели ограниченный успех и не решали кардинальным образом проблемы, связанной с необходимостью быстрой «прокачки» по шине больших объемов информации, что особенно важно для высококачественных графических задач.При появлении новых высокопроизводительных процессоровсдерживание производительности всей системы из-за недостаточной пропускной способности шины стало особенно очевидным.Для решения проблемы были разработаны так называемые локальные шины (рис. 2.23), при этом исторически первой появилась шина VLB (VESA Local Bus), а приблизительно год спустя —шина PCI.Основные предпосылки, заложенные при создании локальнойшины сводятся к следующему.
Локальные шины обеспечивают подключение периферии к скоростной шине собственно процессора(аналогично внешнему кэшу). При этом шина работает с частотой,Частота PCIРис. 2.23. Локальные шины2.5. Интерфейсы157соответствующей тактовой частоте процессора. Передачей данныхуправляет не центральный процессор, а плата расширения (мост),который высвобождает микропроцессор для выполнения других работ. Локальная шина обслуживает наиболее быстрые устройства:память, дисплей, дисковые накопители, при этом обслуживаниесравнительно медленных устройств — мышь, модем, принтер идр.
— производится системной шиной типа ISA (EISA).Л о к а л ь н а я ш и н а V L - B u s ( V E S A ) . Исторически появилась первой и была создана специально для лучшего микропроцессора того времени 480DX/2. В зависимости от используемогоцентрального процессора тактовая частота шины может составлятьот 20 до 66 МГц.Стандарт шины VL 1.0 поддерживает 32-разрядный тракт данных, но его могут использовать и 16-разрядные устройства. Стандарт 2.0 рассчитан на 64-битовую шину в соответствии с новымипроцессорами. Спецификация 1.0 ограничена частотой 40 МГц,а 2.0 — 50 МГц. В спецификации 2.0 шина поддерживает до 10 устройств, 1.0 — только три. Устойчивая скорость передачи составляетдо 106 Мбайт/с (для 64-разрядной шины — до 260 Мбайт/с).
Несмотря на то, что шина была оптимизирована на процессоры семейства 86, она может работать и с другими процессорами, что делает еепотенциальным кандидатом для разработки смешанных платформ.Интересная возможность шины заключается в том, что 64-битовое устройство в 32-битовом слоте может работать как 32-битовое,и наоборот, 32-битовое устройство может работать в 64-битовомслоте как 32-битовое.Спецификация определяет два вида устройства VL-шины — целевые устройства (Local Bus Target — LBT) и активные устройствашины (Local Bus master — LBM). Активное устройство может инициировать передачу данных по шине и иметь собственный процессор.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
