Архитектура компьютера. Тема 5

Тема 5. Материнская плата

Тема 5. Материнская плата

1. Основные термины и понятия

2. Шины. Разновидности и характеристики

Шины расширения

3. Основные характеристики материнских плат

4. Чипсет

5. Компоновка материнских плат

1. Основные термины и понятия

Печатная плата – пластина из диэлектрического материала (например, стеклотекстолита), на которой специальными методами (например, травления или электрохимического осаждения) создают проводники, соединяющие электронные устройства (транзисторы, интегральные схемы и пр.), закрепленные на этой пластине.

Плата расширения – место расположения адаптеров периферийных устройств.

Адаптер – устройство сопряжения процессора и периферийных устройств компьютера; иногда выполняет функции управления периферийным устройством. Обычно выполнен в виде микросхемы и помещен на материнскую плату, может быть представлен отдельной платой. Некоторые источники называют картой или контроллером.

Контроллер – устройство для управления периферийным оборудованием и предварительной обработки данных для процессора. Выполняет интерпретацию команд процессора для отдельных устройств.

Шина – совокупность электрических линий для обмена данными между частями компьютера. Тип шины определяет сигналы, которые передаются по этим линиям.

2. Шины. Разновидности и характеристики

Физически шина находится непосредственно на материнской плате и связывает между собой процессор, оперативную память, контроллеры устройств компьютера, а также разъемы (слоты) расширения на материнской плате для подключения различных контроллеров устройств ввода/вывода. В эти разъемы вставляются платы (карты) расширения, которые либо сами представляют собой устройство, либо обеспечивают связь с другими устройствами (т.е. являются контроллерами).

Системная шина предназначена для обеспечения передачи данных между периферийными устройствами и центральным процессором, а также оперативной памятью.

Локальной шиной, как правило, называется шина, непосредственно подключенная к контактам микропроцессора, то есть шина процессора.

Характеристики шин: частота, разрядность, скорость передачи данных.

Шины расширения

ISA

Шина ISA (Industry Standard Architecture) разработана в 1984 году для процессоров i80286, позволяет передавать 16-разрядные данные и команды с частотой 8МГц, что соответствует скорости 16 Мбайт/с. EISA Bus (Extended ISA) – стандартное расширение ISA до 32 бит в обычном режиме, и 1024 байта в пакетном режиме. Скорость обмена данными до 33 Мбайт/с.

PCI

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect) разработана фирмой Intel в 1992 году. Образует 32 битный канал между процессором и контроллерами периферийных устройств. Частота 33 МГц, скорость – 132 Мбайт/с. Соответствует 64-битной технологии процессоров. Стандарт PCI предусматривает конфигурирование устройств, подключенных к компьютеру, программным способом (ОС Windows, OS/2 и др.) по концепции “plug-and-play”. В материнских платах частота шины PCI задается через частоту шины процессора.

Конфигурация компьютера с шинами ISA и PCI одновременно, позволили сочетать высокую производительность с аппаратной и программной совместимостью контроллеров обладающих разными скоростными и электрическими характеристиками.

AGP

Шина AGP(Accelerated Graphics Port – ускоренный графический порт), представляет собой 32-разрядную шину, обеспечивающую передачу больших объемов видеоинформации (3D-графика, полноэкранное видео и т.п.) с высокой скоростью, частота шины связана с частотой шины процессора (FSB). Тактовая частота AGP – 66 МГц, разработаны режимы скорости передачи информации: 1х – 264 Мбайт/с, 2х – 528 Мбайт/с, 4х – 1,06 Гбайт/с, 8х – 2,1 Гбайт/с).

PCI Express

PCI Express (сокращенно PCI-E) – новая последовательная шина, которая сокращает необходимую площадь и потребляемую мощность, увеличивая при этом пропускную способность, разработана в 2005 году. Скорость передачи данных от 250 Мбайт/с (х1) до 8 Гбайт/с (х32) по каждому направлению (прием и передача). Позволяет обеспечить одновременную адресацию для нескольких устройств ввода/вывода, предоставляя им 100% полосы пропускания. Программное обеспечение для PCI-E совместимо с PCI, что упрощает развитие новых устройств PCI-E. Как отмечается на сайте www.ivl.ua/articles: «потенциал PCI-E позволит ему стать основным методом передачи данных для х86 систем».