Максимов Н.В., Партыка Т.Л., Попов И.И. Архитектура ЭВМ и вычислительных систем (2005) (1186253), страница 30
Текст из файла (страница 30)
С другой стороны, целевые устройства отвечают на запросы,инициированные активными устройствами шины. Слоты шины VLрасполагаются в ряд с имеющейся шиной ISA, EISA или MCA.Шину VLB обычно использовали для подключения графического адаптера и контроллера дисков. Адаптеры локальных сетей дляVLB практически не встречаются. Иногда встречаются системныеплаты, в описании которых указано, что они имеют встроенныйграфический и дисковый адаптер с шиной VLB, но самих слотовVLB нет. Это означает, что на плате установлены микросхемы указанных адаптеров, предназначенные для подключения к шине VLB.Такая неявная шина по производительности естественно не уступаетшине с явными слотами.
С точки зрения надежности и совместимо-158Глава 2. Архитектура и структура ВМ и системсти это даже лучше, поскольку проблемы совместимости карт и системных плат для шины VLB стоят особенно остро.Л о к а л ь н а я ш и н а P C I . PCI (Peripheral ComponentInterconnect bus) — шина соединения периферийных компонентов.Эта шина занимает особое место в современной архитектуре ПК(mezzanine bus), являясь мостом между локальной шиной процессора и шиной ввода-вывода ISA/EISA или МСА. Эта шина разрабатывалась в расчете на Pentium-системы, но хорошо сочетается и с 486процессорами, а также с не-1п1еГовскими процессорами. Шина PCIявляется четко стандартизованной высокопроизводительной шинойрасширения ввода-вывода.
Частота шины 20—33 МГц, PCI 2.1 допускает частоту 66 МГц. Теоретическая максимальная скорость —132/264 Мбайт/с для 32/64 бит при 33 МГц. Слот PCI достаточендля подключения адаптера (в отличие от VLB), на системной платеон может сосуществовать с любой из шин ввода-вывода и даже сVLB (хотя в этом и нет необходимости). Шина PCI является самойвысокоскоростной шиной расширения современных ПК (не считаяспециализированного порта AGP).На одной шине PCI может быть не более четырех устройств(слотов). Мост шины PCI (PCI Bridge) — это аппаратные средстваподключения шины PCI к другим шинам.
Host Bridge — главныймост — используется для подключения PCI к системной шине(шине процессора или процессоров). Peer-to-Peer Bridge (одноранговый мост) используется для соединения двух шин PCI. Две и более шины PCI применяются в мощных серверных платформах, дополнительные шины PCI позволяют увеличить количество подключаемых устройств.Автоконфигурирование устройств (выбор адресов, запросовпрерывания) поддерживается средствами BIOS и ориентировано натехнологию Plug and Play.
Стандарт PCI определяет для каждогослота конфигурационное пространство размером до 256 восьмибитных регистров, не приписанных ни к пространству памяти, ни кпространству ввода-вывода. Доступ к ним осуществляется по специальным циклам шины Configuration Read и Configuration Write,вырабатываемым контроллером при обращении процессора к регистрам контроллера шины PCI, расположенным в его пространствеввода-вывода.В состав команд шины PCI введены сигналы для тестированияадаптеров по интерфейсу JTAG.
На системной плате эти сигналы невсегда задействованы, но могут и организовывать логическую цепочку тестируемых адаптеров.2.5. Интерфейсы159Шина PCI все обмены трактует как пакетные: каждый кадр начинается фазой адреса, за которой может следовать одна или несколько фаз данных. Количество фаз данных в пакете не определено, но ограничено таймером, определяющим максимальное время, втечение которого устройство может пользоваться шиной. Каждоеустройство имеет собственный таймер, параметры которого задаются при конфигурировании устройств шины.В каждом обмене участвуют два устройства — инициатор обмена (Initiator) и целевое устройство (Target). Арбитражем запросов наиспользование шины занимается специальный функциональныйузел, входящий в состав чипсета системной платы.
Для согласования быстродействия устройств-участников обмена предусмотреныдва сигнала готовности IRDY и TRDY. Для адреса и данных нашине используются общие мультиплексированные линии AD. Четыре мультиплексированные линии С/ВЕ[3:0] используются для кодирования команд в фазе адреса и разрешения байт в фазе данных.Известны также более поздние разновидности — PCI-X иPCI-Express, кроме того, к данному типу относится и PCMCIA —стандарт на шину блокнотных компьютеров.
Она позволяет подключать расширители памяти, модемы, контроллеры дисков и стримеров, SCSI-адаптеры, сетевые адаптеры и др.Базовый вариант адресует до 64 Мбайт памяти, разрядность16 бит, частота до 33 МГц. Прямой доступ DMA не поддерживается,конфигурирование адаптеров — только программное.Различают четыре типа PCMCIA. Электрически идентичные,они отличаются по габаритам и совместимы снизу вверх (меньшиеадаптеры вставляются в большие гнезда). Толщина адаптера типа 1не более 3,3 мм, типа 2 — 5 мм, типа 3 — 10,5 мм (НЖМДтипа 3 —имеет толщину 13 мм), типа 4 — больше (нет стандарта).Все PCMCIA-устройства имеют минимальное энергопотребление. Ведется работа по улучшению и расширению упомянутого базового стандарта, так в литературе говорится о 32-разрядной реализации, в которой производится мультиплексирование имеющихся16 аппаратных линий данных.AGP (Accelerated graphics port).
Несмотря на разрядность и скорость шины PCI, оставалась проблема, которая превышала ее возможности, — передачу графической информации. Повышение разрешающей способности и цветности мониторов привело к необходимости повышения скорости передачи до 250 Мбит/с, в то времякак пиковая пропускная способность PCI составляла до 132 Мбит/с.Фирмой Intel было предложено решение в виде AGP —Accelerated graphics port (порт ускоренного графического вывода).160Глава 2. Архитектура и структура ВМ и системСхемы AGP взаимодействуют непосредственно с четырьмя источниками информации (Quadro port acceleration, рис 2 24)• процессор (кэш-память 2-го уровня),• оперативная память,• графическая карта AGP,• шина PCIПроцессор Pentium1 0 GBpsAGP528MBpsОЗУСхемы AGP 528 MBpsТекстPCI132MBpsI/Oi/OГрафическая платаранее помещаласьздесьРис.
2.24. Схема взаимодействия элементов с использованием AGPAGP функционирует на скорости процессорной шины (FSB)При тактовой частоте 66 МГц, например, это в 2 раза выше, чемскорость PCI, и позволяет достичь пиковой пропускной способности в 264 Мбит/с В графических картах, специально спроектированных для AGP, передача происходит как по переднему, так и позаднему фронту тактовых импульсов ЦП, что позволяет при частоте133 МГц осуществлять передачу со скоростью до 528 Мбит/с (этоназывается «2-х графика») В дальнейшем была выпущена версияAGP 2 0, которая поддерживала «4-х графику», или четырехкратнуюпередачу данных за один такт ЦПИнтерфейсы периферийных устройств.
Рассмотрим наиболее распространенные интерфейсы периферийных устройствI D E ( I n t e g r a t e d D e v i c e E l e c t r o n i c s ) — интерфейсустройств со встроенным контроллером (рис 2 25) При создании2.5. Интерфейсы161Первичный интерфейс EIDEВторичный интерфейс EIDEШины EIDE PCIVL или системнаяплата ПКНакопитель на МЛ,совместимыйс EIDECD-ROM или НЖМД,совместимыйс EIDEРис. 2 25. Интерфейс EIDEэтого интерфейса разработчики ориентировались на подключениедискового накопителя За счет минимального удаления контроллераот диска существенно повышается быстродействие Сигналы интерфейса — сокращенный набор буферизированных сигналовПроблема накопитель-компьютер состоит из трех частей Компьютер должен взаимодействовать с контроллером (и наоборот),контроллер должен оперировать данными, и контроллер долженвзаимодействовать с дисковым накопителем (и наоборот)До недавнего времени проблема рассматривалась со всех трехсторон, что заставляло производителей накопителей выполнять всюработу Большая часть «интеллекта» для управления передачей данных между компьютером и дисковым накопителем была сосредоточена на плате контроллера и компьютераВ результате при установке нового или замене старого накопителя требовалось обеспечить полную совместимость контроллера сновым жестким диском Контроллеры IDE существенно изменилиситуацию, так как в этом стандарте значительно большую роль сталиграть контроллер на плате дисковода, поэтому фактический интерфейс между накопителем и компьютером стал относительно простым Благодаря этому упрощается электроника внутри компьютераи предоставляется большая гибкость в проектировании электроникидля дисковых накопителейИнтерфейс имеет скорость передачи порядка 1,5—3 Мбайт/сИмеются определенные проблемы при работе с дисками емкости6 «ApxmxKiypi -)BM»160Глава 2.
Архитектура и структура ВМ и системСхемы AGP взаимодействуют непосредственно с четырьмя источниками информации (Quadro port acceleration, рис 2 24)• процессор (кэш-память 2-го уровня),• оперативная память,• графическая карта AGP,• шина PCI,r~>wПроцессор PentiumКэш12^»л,'"!&*Ядро1 0 GBps процессора528 MBpsu,RPJ t528 MBps Схемы AGP 528 MBpsТекстуPCI 132 MBpsI/OI/OГрафическая платаранее помещаласьздесьРис. 2.24. Схема взаимодействия элементов с использованием AGPAGP функционирует на скорости процессорной шины (FSB)При тактовой частоте 66 МГц, например, это в 2 раза выше, чемскорость PCI, и позволяет достичь пиковой пропускной способности в 264 Мбит/с В графических картах, специально спроектированных для AGP, передача происходит как по переднему, так и позаднему фронту тактовых импульсов ЦП, что позволяет при частоте133 МГц осуществлять передачу со скоростью до 528 Мбит/с (этоназывается «2-х графика») В дальнейшем была выпущена версияAGP 2 0, которая поддерживала «4-х графику», или четырехкратнуюпередачу данных за один такт ЦПИнтерфейсы периферийных устройств.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
