Шина ISA

Industry Standard Architecture (ISA) — системная шина (ISA- bus) была специально разработана в 1984 г. под возможности процессоров i80286 для IBM PC/AT286.

Шина ISA позволяет передавать 16-разрядные данные и команды с частотой 8 МГц, что соответствует скорости 16 МБайт/с.

Значения этих параметров были сравнительно высокими и достаточными не только для того уровня развития компьютерной техники, они и в настоящее время часто удовлетворяют требованиям ПК для решения задач, не требующих высокой производительности и не критичных к времени их выполнения.

Данная шина стала стандартом для IBM-совместимых ПК на длительный срок.

11

Шина EISA

Extended Industry Standard Architecture (EISA) фактически является расширением шины ISA.

Частота шины EISA — 8 МГц. Однако эта шина характеризуется большей разрядностью — 32 бита и более высокой скоростью передачи данных — до 33 МБайт/с. Шина EISA совместима с ISA-шиной: кроме собственно 32-битных плат EISA-контроллеров на EISA-шине могут быть установлены стандартные 16- битные платы ISA.

12

Шина MCA

Architecture (MCA) — системная шина с высокой скоростью передачи данных — до 160 МБайт/с и разрядностью шины данных от 16 до 64 бит. Разработка и исключительное право на ее использование принадлежит фирме IBM.

Вероятно поэтому, для ПК, использующих MCA, рынок предлагает сравнительно мало периферийных устройств и по относительно высоким ценам. Вследствие этого популярность данной шины сравнительно низка и производство компьютеров с шиной MCA практически прекращено.

13

Шина VLB (VESA local bus)

Стандарт локальной шины VLB был разработан и введен в 1992 г. фирмами, входящими в ассоциацию VESA (Video Electronics Standart).

При разработке нового стандарта одновременно решались две задачи. Первая — повышение производительности компьютеров

за счет увеличения пропускной способности системных шин. Вторая — сохранение преемственности в использовании стандартного оборудования. В результате была создана 32- разрядная локальная шина, дополняющая стандартную системную шину ISA при обмене данными процессора с контроллерами монитора, жесткого диска, кэш-памяти, сети и т. д.

В соответствии со стандартом максимальное число контроллеров, подключаемых к данной локальной шине, было установлено в количестве не более трех. Тактовая частота VLB соответствовала частоте процессора. Шина VLB обеспечивала скорость передачи данных до 132 МБайт/с.

14

Шина VLB

К основным недостаткам шины VLB следует отнести следующие: несовместимость и слабую нагрузочную способность VLB. Поскольку быстродействие VLB связано с тактовой частотой процессора, контроллеры, подключаемые к шине VLB, должны были обеспечивать работу на этой частоте. На других ПК частота могла отличаться. Слабая нагрузочная способность VLB в основном была связана с тем, что данная шина фактически являлась продолжением контактов собственной шины процессора. Этим объясняется совпадение частоты шины VLB и внешней тактовой частоты процессора.

Каждое подключаемое устройство является дополнительной нагрузкой и искажает форму передаваемых процессором сигналов (их фронтов). Именно поэтому число подключаемых к локальной шине VLB устройств ограничено: стандарт VLB предусматривает подключение к данной шине не более трех устройств, обычно это одно или два устройства. Как правило, это контроллеры монитора и жестких дисков.

15

Организация ПК с шиной VLB

16 16

альтернативным вариантом локальной шины. Эта шина образует 32-битный канал между процессором и контроллерами периферийных устройств. Для PCI частота ограничена 33 МГц, что позволяет передавать данные по шине, как и в случае использования шины VESA, со скоростью до 132 МБайт/с.

Таким образом, шина PCI имеет практически такие же скоростные свойства, что и шина VLB при частоте процессора равной 33 МГц. Однако число контроллеров не ограничивается тремя, как для VLB, а может достигать десяти. Кроме того, локальная шина PCI оптимально соответствует 64-битной технологии современных процессоров.

PCI относится к классу так называемых шин-“пристроек”, поскольку имеет между собой и локальной шиной процессора специальный узел - согласующий “мост” (электрический и логический согласователь).

17

Организация ПК с шиной PCI

18 18

PCI

Весной 1991 года компания Intel завершает разработку первой макетной версии шины PCI.

Стандарт PCI предусматривает использование контроллера, осуществляющего разделение управляющих сигналов шины и

процессора, и арбитраж шины. Это делает шину процессорно- независимой, обеспечивая ее использование не только на Intel- подобных процессорах. Контроллер шины PCI позволяет работать шине с 10 платами расширения.

Стандарт PCI также предусматривает несколько способов

повышения пропускной способности шины. Один из них -

блочная передача последовательных данных, применяемых, например, в графике, дисковых файлах, что не требует дополнительного времени на установку адреса каждого элемента.

19 19

PCI

Другой способ ускорения передачи данных - мультиплексирование. Оно предусматривает передачу последовательных данных по адресным линиям, что удваивает пропускную способность шины. При рабочей частоте 66 МГц и возможности передачи ею 4 байт информации за каждый такт пропускная способность шины теоретически достигает 250 МБайт/c.

Стандартом PCI предусмотрена 64-разрядная версия PCI- шины. Одновременно этот стандарт подразумевает конфигурирование устройств, подключаемых к МПС,

программным способом. Последнее дает возможность использовать режим “plug-and-play” (включил и работай),

при котором новое устройство операционной системой автоматически распознается и подключается к системе.

20 20