24.Обобщённая архитектура шин эвм (isa, eisa, vlb, pci).

Шина ISA

Существует два варианта шины ISA (IndustrialStandardArchitecture — промышленная стандартная архитектура), различающиеся количеством разрядов данных: старая 8-разрядная версия и новая 16-разрядная.

Старая версия работала на тактовой частоте 4,77 МГц в компьютерах классов PC и XT. Новая версия использовалась в компьютерах класса AT с тактовой частотой 6 и 8 МГц.

Максимальная теоретическая скорость передачи данных по 16-разрядной шине ISA составляет 16 Мбайт/с. Полоса пропускания 8-разрядной шины более 4,5 Мбайт/с.

8-разрядная шина ISA

Для подключения плат расширения использовались специальные 62-контактные разъемы. На разъем выведено 8 линий данных и 20 линий адреса.

16-разрядная шина ISA

Она отличалась наличием дополнительного 36-контактного разъема для соответствующих плат расширения. Теперь можно было передавать параллельно уже 16 разрядов данных, а благодаря 24 адресным линиям — напрямую обращаться к 16 Мбайтам системной памяти.

В распоряжение устройств на шине ISA выделяется до 11 линий запросов прерываний.

В ISA появилась (к сожалению, не совсем удачно реализованная) поддержка устройств, способных исполнять роль арбитра шины (Busmasters).

Системная шина EISA (ExtendedIndustryStandardArchitecture) появилась в сентябре 1988 года как 32-разрядное расширение шины ISA с полной обратной совместимостью. Новые возможности EISA были получены путем добавления новых линий за счет размещения новых контактов EISA между контактами шины ISA в глубине разъема. В тот же разъем можно было установить и ISA-карту, так как ее контакты не доходили до контактов EISA.

EISA обеспечила 32-разрядную адресацию памяти и передачу данных, улучшенную систему прерываний, автоматическую конфигурацию системы и плат расширения (прообраз Plug-n-play).

Шина EISA позволяет адресовать 4-Гбайтное адресное пространство, причем доступ к этому пространству могут иметь не только центральный процессор, но и платы управляющих устройств типа busmaster — арбитра шины (то есть устройства, способные управлять передачей данных по шине). Теоретически максимальная скорость передачи по шине EISA может достигать 33 Мбайт/с. EISA работает с частотой 8-10 МГц, а скорость передачи увеличивается в основном благодаря увеличению разрядности шины.

Шина VLB

В августе 1992 года ассоциация VESA (VideoElectronicsStandardsAssociation) предложила свою спецификацию локальной шины VLB (VESALocalBus).

Шина VL-bus позволяет таким периферийным устройствам, как видеоадаптеры и контроллеры накопителей, работать с тактовой частотой до 66 МГц. Первоначально эти шины использовались для обмена процессора с видеоадаптером, для которого уже не хватало скорости работы ISA. Она представляет собой двунаправленную 32-разрядную шину данных с теоретической пропускной способностью 160 Мбайт/с (при частоте шины 50 МГц) и 107 Мбайт/с при частоте 33 МГц.

VL-bus является, по сути, расширением шины 80386 и 80486-го процессора. Конструктивно VL-bus представляет собой короткий разъем (112 контактов), установленный позади разъемов расширения ISA или EISA. При этом 32 линии используются для передачи данных и 30 — для передачи адреса. Эпоха VL-bus закончилась с уходом со сцены 486-х процессоров. Дело в том, что VL-bus жестко привязана к шине процессора 80486, которая отличается от шин Pentium и Pentium II. Кроме того, к качеству сигналов, передаваемых по шине процессора, предъявляются жесткие требования, поэтому нестабильность работы VLB-платы легко приводит к нестабильности всей системы.

Шина PCI

(англ. Peripheralcomponentinterconnect, дословно — взаимосвязь периферийных компонентов)

Спецификация шины PCI 1.0 (существующие спецификации шины PCI:PCI 1.0, PCI 2.0, PCI 2.1, PCI 2.2, PCI-X, Mini-PCI, PCI 2.3) была представлена компанией Intel в июне 1992 года как процессорно-независимая шина. Учитывая опыт эксплуатации шины VL-bus, разработчики PCI отказались от использования шины процессора и ввели еще одну шину между процессором и обычной шиной ввода-вывода. Вместо того чтобы подключить ее непосредственно к шине процессора, весьма чувствительной к подобным вмешательствам, они разработали новый комплект микросхем контроллеров для расширения шины. Благодаря этому шина может работать параллельно с шиной процессора (например, процессор работает оперативной памятью, а в это время по шине PCI идет обмен данными с видеоадаптером или жестким диском).

Шина PCI является синхронной 32- или 64-разрядной шиной, работающей на частоте 33 или 66 МГц (PCI-X – 133 МГц). В настоящее время 64-разрядные шины или шины с рабочей частотой 66 и 133МГц используются только в системных платах серверов или рабочих станций.

Для уменьшения числа контактов в PCI применено мультиплексирование (передача адреса и данных по одним и тем же линиям в разные моменты времени). PCI позволяет использовать платы с напряжением питания 5 и 3,3 В. Шина поддерживает несколько арбитров шины (multiplybusmaster). Шина PCI поддерживает автоматическое определение и конфигурирование плат расширения (Plug-n-play). Спецификация PCI позволяет создавать на одной плате многофункциональные устройства с числом функций до восьми (например, модем, звук, сетевой интерфейс и т. п.).

Максимально возможная скорость передачи данных по шине PCI составляет от 133 Мбайт/с для 32-бит/33 МГц до 533 Мбайт/с для 64-бит/66 МГц реализаций шины.

В настоящее время шина PCI является неотъемлемой частью настольных и портативных ПК архитектуры x86 и др.