Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
лаб2.doc
Скачиваний:
7
Добавлен:
27.11.2019
Размер:
883.71 Кб
Скачать

ТЕМА: Системні і локальні інтерфейси ПЕОМ

МЕТА: Вивчити шини і порти ПЕОМ, їх призначення,

характеристики, зовнішній вигляд і вживання, загальну

архітектуру; отримати навики по комутації

системнихіпериферійнихкомпонентівПК,

налаштуванню і введенню в роботу

КОРОТКІ ТЕОРЕТИЧНІ ВІДОМОСТІ

Розгледимо системні і локальні шини, а також інтерфейсні порти, присутні

в сучасних ПК. При цьому коротко зупинимося також на їх попередниках, які

ще зустрічаються на деяких ПЕОМ.

Системна шина (магістраль) ISA

ISA (Industry Standard Architecture) відноситься до немультиплексованих

(тобто що має роздільні шини адреси і даних) системних магістралей. Існує 8-

розрядний (1981г.) і 16-розрядний варіант (1984 р.).

Шина ISA-8 містить 53 сигнальних лінії і 8 ліній живлення і є синхронною

8-бітовою шиною з контролем парності і дворівневими перериваннями

(trigger-edge interrupts). 62-контактний слот включає 8 ліній даних, 20 ліній

адреси (А0-А19), 6 ліній запиту переривань (IRQ2-IRQ7). Таким чином, об'єм

пам'яті, що адресується, складає 1 Мбайт, і при частоті шини 4.77 Мгц

пропускна спроможність досягає 1.2 Мбайт/сек.

Рис. 1.1. Роз'їм 8-розрядної шини ISA

Рис. 1.2. Фрагмент плати розширення для 8-розрядної шини ISA

-5-

Вивчити зовнішній вигляд і позначення інтерфейсів ПЕОМ і ПП (шин і

портів), які є в наявності в лабораторії “Периферійні пристрої”.

2. Визначити їх призначення і методику комутації.

3. З'ясувати спектр периферійних пристроїв, призначених для роботи з

даними інтерфейсами.

4. З'ясувати можливості даних інтерфейсів за швидкістю передачі, здатності

навантаження, довжині ліній зв'язку з ПП.

5. Виявити спрощену архітектуру даних інтерфейсів, їх версії, ревізії і

протоколи, розрядність ліній зв'язку і робочу частоту.

6. Привести повну класифікацію інтерфейсів за видами і типами

(послідовний або паралельний, синхронний або асинхронний,

дуплексний, напівдуплексний або сімплексний, низькошвидкісний,

середньошвидкісний або високошвидкісний, внутрішній або зовнішній,

радіальний, магістральний або ланцюговий і так далі).

7. Виявити переваги і недоліки кожного інтерфейсу і перспективи їх

вживання в сучасних ПК і ПК майбутнього.

8. Скласти структурну схему ПЕОМ з системною магістраллю (без

локальної шини).

9. Скласти структурну схему ПЕОМ з локальною шиною PCI.

10. Скласти структурну схему ПЕОМ з портом AGP.

ХІД РОБОТИ

КОНТРОЛЬНІ ПИТАННЯ

У чому відрізнення шин і портів в термінології сучасного ПК?

Що розуміють під інтерфейсом в ЕОМ?

Який інтерфейс поклав початок впровадження локальних шин в ПК?

У чому відрізнення інтерфейсів SATA і SAS і чи сумісні вони?

Яку функцію виконують термінатори SCSI інтерфейсу?

У чому полягає режим роботи Bus mastering і які шини його

підтримують?

7. Як працює режим DMA і які ПП його підтримують?

8. Які рівні напруги діють в розглянутих шинах і портах?

9. Які інтерфейси підтримують технології ATI CrossFire і NVidia SLI ?

10. Чим відрізняються режими Master/Slave/CS для інтерфейсу IDE(PATA)?

ЗМІСТ ЗВІТУ

Звіт повинен містити найменування роботи, мету, відповіді на контрольні

Лабораторна робота №2

Шина ISA-16 зберігає сумісність з 8-бітовими платами розширення, має 24

адресних лінії, забезпечує пряме звернення до 16 Мбайт оперативної пам'яті.

Гніздо для плат розширення включає основний 62-контактний і додатковий

36-контактний роз'єми. Кількість апаратних переривань — 16, каналів DMA —

7. Допускається можливість синхронізації роботи шини і процесора різними

тактовими частотами. Тактова частота — 8 Мгц. Максимальний адресний

простір для пристроїв вводу/виводу — 64 Кбайт. Магістраль підтримує

прямий доступ до пам'яті. Теоретична пропускна спроможність шини даних

дорівнює 16 Мбайт /с, але реально вона нижча, близько 5.3 Мбайт/сек.

Системна шина (магістраль) EISA

Шина EISA (Extended ISA) - 32-розрядна шина даних і 32-розрядна шина

адреси. Адресний простір шини - 4 Гбайт пам'яті, теоретична пропускна

спроможність 33 Мбайт/с, типова – близько 20 Мбайт/с. Збільшено число

роз'ємів розширень (теоретично може підключатися до 15 пристроїв,

практично до – 10). Забезпечується автоматична конфігурація системи і

управління DMA (8-, 16- і 32-розрядні режими передачі даних); підтримується

управління шиною (bus mastering). Присутні чотири рівні пріоритету:

1. Cхеми оновлення пам'яті;

2. DMA;

3. Процесор;

4. Адаптери шини.

Шина EISA повністю сумісна з шиною ISA. Зовні роз'єми мають такий же

вигляд, як і ISA, і в них можуть вставлятися плати ISA, але в глибині роз'єму

знаходяться додаткові ряди контактів EISA, а плати EISA мають вищу ножову

частину роз'єму з додатковими рядами контактів. Роз'єми EISA складаються з

188 виводів, розміщених в два ряди. Стандарт підтримує багатопроцесорну

архітектурудля"інтелектуальних"плат,оснащенихвласними

мікропроцесорами: дані від контролерів дисків, графічних і мережевих

адаптерів обробляються незалежно, не завантажуючи основний процесор.

Тактова частота шини — 8,33 Мгц. В основному такі шини використовували

потужні сервери або робочі станції (1988 р.), підключаючи до шини більш

одного ЦП.

Рис. 1.3. Три роз'єми 16-розрядної шини ISA на системній платі

Рис. 1.5. Два роз'єми 32-розрядної шини EISA на системній платі

Рис. 1.4. Плата розширення для 16-розрядної шини ISA

Рис. 1.6. Фрагмент плати розширення для 32-розрядної шини EISA

-6-

-7-

Системна шина (магістраль) MCA

Шина MCA (Micro Channel Architecture) не володіє зворотною сумісністю з

Isa (1987 р.). До основних характеристик відносяться:

 8/16/32 - розрядна передача даних;

 20 Мбайт/сек - пропускна спроможність при частоті шини 10 MHz;

 40 Мбайт/сек - теоретична пропускна спроможність;

 11-рівневі переривання замість дворівневих в ISA;

 24 або 32 - адресні лінії дозволяли адресувати до 4 GB пам'яті.

Стандарт передбачає автоматичну конфігурацію пристроїв; асинхронний

протокол передачі, який знижує вірогідність виникнення конфліктів і

перешкод між пристроями, підключеними до шини. Передбачена підтримка

декілька bus master. Будь-який пристрій, підключений до шини, може

отримати право на її виняткове використання для передачі або прийому даних

з іншого сполученого з нею пристрою. При розподілі функцій управління

шиною арбітр виходить з рівня пріоритету, яким володіє той або інший

пристрій або операція. Всього таких рівнів чотири (в порядку убування):

1. Регенерація системної пам'яті;

2. Прямий доступ до пам'яті (DMA);

3. Плати адаптерів;

4. Процесор.

Конструкція роз'єму така: перша, основна, секція - 8-pазpядна (90

контактів), друга - 16-pазpядне розширення (22 контакти), третя, - 32-pазpядне

розширення (52 контакти). У основній секції передбачені лінії для передачі

звукових сигналів. Додатково поряд з одним з роз'ємів може встановлюватися

роз'єм відеоpозшиpення (20 контактів). EISA і MCA багато в чому схожі, поява

EISA була обумовлена власністю IBM на архітектуру MCA.

Локальна шина VL-Bus (VESA)

VESA (Video Electronic Standard Association) або VLB (VESA Local Bus) -

32-pазpядное доповнення до шини ISA (1992 г). Конструктивно є додатковим

112-контактним роз'ємом при роз'ємі ISA. Електрично виконана у вигляді

розширення локальної шини процесора. VLB призначена для роботи з

контролерами накопичувачів і відеоадаптером, мережевими платами.

Основні характеристики VL-bus такі:

 Максимальна кількість bus master - 3 (не включаючи контролер шини),

забезпечує підключення до 3 периферійних пристроїв;

 32 лінії використовуються для передачі даних, 30 для передачі адреси;

 Стандарт допускає роботу шини на частоті до 66 MHz, проте

електричні характеристики роз'єму VL-bus обмежують її до 50 MHz

(не відноситься до інтегрованих пристроїв);

 Двонаправлена (bi-directional) 32-розрядна шина даних, підтримує і

16-розрядний обмін;

 Підтримка DMA забезпечується лише для bus master'ов;

 Максимальна теоретична пропускна спроможність шини - 160

Мбайт/сек (при частоті шини 50 MHz), а стандартна - 107 Мбайт/сек

при частоті 33 MHz при пакетному режимі обміну;

 Слот VL-bus встановлюється в лінію за слотами ISA/EISA/MCA, тому

VL-платам доступні всі лінії цих шин;

 Підтримується як інтегрований в процесор кеш, так і кеш на

материнській платі;

 Напруга живлення 5V.

Рис. 1.9. Зовнішній вигляд 112-контактного доповнення VESA до шини ISA

Рис. 1.7. Роз'їм 32-розрядної шини MCA

Рис. 1.8. Фрагмент плати розширення для 32-розрядної шини MCA

Рис. 1.10. Плата розширення для 32-розрядної шини VESA

-8-

-9-

Локальна шина PCI

PCI (Peripheral Component Interconnect) - шина з'єднання периферійних

компонентів, є чітко стандартизованою високопродуктивною і надійною

шиною розширення вводу-виводу. У базовому варіанті (1992 р.) це 32-бітова

шина, що працює на частоті 33 Мгц і забезпечує пропускну спроможність 133

Мбайт/с. Основоположним принципом шини PCI є вживання мостів (Bridges),

які здійснюють зв'язок шини з іншими компонентами системи (наприклад, PCI

to ISA Bridge). При цьому для зменшення числа контактів і вартості

використовується мультиплексування, тобто адреса і дані передаються по

одних і тих же лініях. До шини підключається до 10 пристроїв, забезпечується

режим автоконфігурації PNP (Plug and Play). Шина використовує 124-

контактний (32-розрядна) або 188-контактний роз'їм (64-розрядна передача

даних).

Основні характеристики PCI такі:

-Частота роботи шини - 33MHz або 66MHz (у версії 2.1, 1998 р.), що

дозволяє забезпечити широкий діапазон пропускних спроможностей (з

використанням синхронного пакетного режиму):

 132 Мбайт/сек при 32-bit/33MHz;

 264 Мбайт/сек при 32-bit/66MHz;

 264 Мбайт/сек при 64-bit/33MHz;

 528 Мбайт/сек при 64-bit/66MHz;

-Повна підтримка multiply bus master;

-Автоматична конфігурація карт розширення;

-Комбінування до 8 функцій на одній карті;

-Підтримка 5V і 3.3V логіки;

-Шина дозволяє встановлювати до 4 слотів розширення, проте

можливе використання моста PCI to PCI для збільшення їх кількості.

Прискорений графічний порт AGP

AGP (Accelerated Graphics Port) - інтерфейс з високою пропускною

спроможністю, спеціально призначений для відеокарт. AGP є додатковим

портом в системному наборі мікросхем і спочатку призначався для того, щоб

відеокарти зберігали текстури в системній пам'яті, відповідно мали менше

пам'яті на платі. Принципово AGP - це друга магістраль PCI, яка сполучена з

іншими компонентами системи спеціальним мультимедіа-мостом (Multimedia

Bridge). Стандарт AGP базується на специфікації PCI версії 2.1. з тактовою

частотою 66 Мгц і 32-розрядною шиною даних і є паралельним інтерфейсом.

На відміну від PCI, яка є спільною шиною для декількох пристроїв, інтерфейс

AGP виділений лише для відеокарти (двоточкове з'єднання, тому можлива

підтримка лише одного графічного адаптера на один порт AGP). Роз'єм має

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]