2.4. Шины.
Все компоненты на материнской плате каким-то образом должны быть соединены между собой. Это соединение осуществляется с помощью шин.
Совокупность линий (проводников на материнской плате), по которым обмениваются информацией компоненты устройств и устройства РС, называется шиной (Bus). Шина предназначена для обмена между двумя и более устройствами. Шина, связывающая только два устройства, называется портом. Обычно шина имеет гнёзда для подключения внешних устройств, которые в результате сами становятся частью шины и могут обмениваться информацией со всеми другими подключаемыми к ней устройствами.
Шины в РС различаются по своему функциональному назначению.
Системная шина (или шина CPU) используется микросхемами иChipsetдля пересылки информации от устройств кCPUи отCPUк устройствам. Это шинаGTL+cтактовой частотой 66, 100 и 133 МГц и пропускной способностью 528, 800 Кбайт/с и 1,06 Мбайт/с или шинаEV6, у которой передача по обоим фронтам с тактовой частотой 377 МГц. Может использоваться 128-разрядная шина памяти (так как передача происходит без участияCPU).
Шина кэш-памяти предназначена для обмена информацией между CPUи кэш-памятью.
Шина памяти используется для обмена информацией между оперативной памятью и CPU.
Шины ввода/вывода (бывают стандартные и локальные).
Шина имеет собственную архитектуру, позволяющую реализовать важнейшие её свойства – возможность параллельного подключения практически неограниченного числа внешних устройств и обеспечения обмена информацией между ними. Архитектура любой шины включает следующие компоненты.
Линии данных (по ним происходит обмен данными между CPU, картами расширения, установленными в слоты, и памятью). В режимеDMA(DirectMemoryAccess) управление обменом данными осуществляется соответствующим контроллером, минуяCPU. Компьютеры семействаPentiumимеют 64-разрядную шину данных.
Линии адреса (процесс обмена возможен лишь в том случае, когда известен отправитель и получатель этих данных, а потому у каждого компонента РС, каждого регистра ввода/вывода и ячейки RAM, есть свой адрес – идентификационный код, который передаётся по этой шине).RAMвременно хранит данные для ускорения обмена ими. Количество ячеекRAMне должно превышать
,
гдеm– разрядность
адресной шины. В семействеPentiumона 32-разрядная и можно адресовать 4
Гбайт памяти.Линии управления данными (шины управления) необходимы для записи (считывания) в регистры устройств, подключенных к шине, ряда необходимых при передаче данных сигналов: записи/считывания, готовности к приёму/передаче данных, подтверждения приёма данных, аппаратного прерывания, управления и инициализации контроллера.
Контроллер шины осуществляет управление процессом обмена данными и служебными сигналами и обычно выполняется в виде отдельной микросхемы или интегрируется в микросхемы Chipset.
Первой характеристикой шины является её разрядность, определяемая количеством данных, параллельно проходящих через неё.
Второй характеристикой шины является её пропускная способность, которая определяется количеством бит информации, передаваемых по шине за секунду. Пропускная способность вычисляется как произведение тактовой частоты шины на её разрядность.