Локальные шины

Пропускная способность шин ISA, EISA и MCA оказалась недостаточной для программ с графическим пользовательским интерфейсом, решением этого вопроса явились локальные шины.

Локальная шина (local bus) обеспечивает непосредственный доступ микропроцессора к периферийным устройствам, минуя системную шину. Шина работает с частотой, соответствующей частоте процессора. Передачей данных управляет не центральный процессор, а плата расширения (мост), который высвобождает микропроцессор для выполнения других работ. Локальная шина обслуживает наиболее быстрые устройства: память, дисплей, дисковые накопители (обслуживание сравнительно медленных устройств - мышь, модем, принтер и др.- производится системной шиной типа ISA, EISA). Наибольшее распространение получили две локальные шины VL-Bus и PCI

Шина VL-Bus является как бы продолжением процессорной шины. Стандарт шины VL 1.0 поддерживает 32-разрядный тракт данных. Стандарт 2.0 рассчитан на 64 – битовую шину. Эта локальная шина проста, имеет низкую стоимость.

Известны два промышленных стандарта локальных шин: шина VL-bus (или VLB), предложенная ассоциацией VESA (Video Electronics Standards Association), и шина PCI (Peripheral Component Interconnect), разработанная фирмой Intel. Обе эти шины позволяют таким периферийным устройствам, как видеоадаптеры и контроллеры накопителей, работать с тактовой частотой до 66 МГц и выше.

Если VL-bus является, по сути, расширением шины процессора, то PCI по своей организации более тяготеет к системным шинам. В качестве устройств, подключаемых к VL-bus, выступают контроллеры накопителей, видеоадаптеры и сетевые платы. Конструктивно VL-bus выглядит как короткий соединитель типа МСА (112 контактов), установленный, например, рядом с разъемами расширения ISA или EISA. При этом 32 линии используются для передачи данных и 30 – для передачи адреса. Максимальная скорость передачи по шине VL-bus теоретически может составлять около 130 Мбайт/с. Стандарт VL-bus (версия 2) предусматривает использование 64-разрядной шины данных и увеличение количества разъемов расширения (предположительно, три разъема на 40 МГц и два на 50 МГц). Ожидаемая скорость передачи теоретически составляет 400 Мбайт/с. Количество подключаемых устройств обычно не превышает 2 – 3. Данный тип шины широко использовался в основном для компьютеров на базе 486-х микропроцессоров.

Шина PCI (взаимосвязь периферийных компонентов) занимает особое место в архитектуре ПК, являясь мостом между локальной шиной процессора и шиной ввода/вывода ISA/EISA и MCA (Т:мост PCI связывает ЦП, память и шину PCI). Эта шина разрабатывалась для Pentium-системы, но хорошо сочетается с 486 процессорами и не INTEL'овскими процессорами.

Спецификация шины PCI обладает несколькими преимуществами перед основной версией VL-bus. Так, использовать РСI можно вне зависимости от типа процессора. Именно поэтому данная шина может использоваться и в иных компьютерных платформах. К шине PCI могут подключаться до 10 устройств. В отличие от VL-bus, шина PCI работает на фиксированной тактовой частоте 33 МГц и предусматривает режим автоконфигурации адаптеров. Шина PCI может использовать 124-контактный (32-разрядная) или 188-контактный разъем (64-разрядная передача данных), при этом теоретически возможная скорость обмена составляет соответственно 132 и 264 Мбайт/с. В современных компьютерах на базе процессоров Pentium используется в основном шина PCI.

Шина AGP (Accelerated Graphics Port-порт ускоренного графического вывода) была разработана фирмой Intel специально для работы с видеокартой (повышение разрешающей способности и цветности монитора привело к необходимости повышение скорости передачи до 250 Мбит/с), при частоте 66 Мгц имеет 32-разрядную шину данных. Шина позволяет использовать конвейеризацию обращений, то есть посылать данные в виде непрерывных пакетов. Имеется возможность постановки в очередь до 256 запросов и поддержания двух очередей для операций чтения/записи с высоким и низким приоритетом. Сдвоенная передача позволяет иметь пропускную способность при частоте 66 Мгц до 528 Мбайтс, работать на частоте до 100 Мгц и выше с более высокой пропускной способностью. Учетверенная передача позволяет передавать до 1056 Мбайтс. Схемы AGP взаимодействуют непосредственно с четырьмя источниками информации:

· процессор (кэш-память второго уровня);

· оперативная память;

· графическая карта AGP;

· шина PCI.

AGP функционирует на скорости процессорной шины.

Шина UMA (Unified Memory Architecture – унифицированная архитектура памяти) используется для работы с видеокартами и позволяет использовать для видеопамяти часть оперативной памяти, выделяет ее динамически в зависимости от того, сколько ее потребуется.

Шина USB. В середине 90-х годов представители 7 компаний (Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC, Northen Telecom) разработали протокол согласования для новой шины, оптимально подходящую для подсоединения к низкоскоростным устройствам.

Некоторые требования проекта:

· пользователь не должен открывать компьютер, чтобы установить новые УВВ;

· должен быть только один вид кабеля, подходящий для подсоединения всех устройств;

· устройства ввода-вывода должны получать питание через кабель;

· возможность подключения до 127 устройств;

· система должна поддерживать режим реального времени (например, звук, телефон);

· новое устройство можно устанавливать во время работы компьютера, без последующей его перезагрузки;

· производство новой шины и УВВ для неё не должно требовать больших затрат.

Результатом их работы стала шина USB (Universal Serial Bus – универсальная последовательная шина). Она работает с клавиатурой, мышью, фотоаппаратом, сканером, цифровым телефоном и другими низкоскоростными устройствами. Общая пропускная способность шины 1,5Мбайт/с. Шина USB может работать в двух режимах: в низкоскоростном, в котором работают клавиатура, мышь и т.д., со скоростью передачи 190 Кбайт/с, и высокоскоростном режиме, со скоростью до 1 Мбайт/с, что позволяет работать с максимальной скоростью принтера.

Поиск по сайту: