20.5. Контрольные вопросы

1. Принципы организации систем прямого доступа в память.

2. Способы организации доступа к системной магистрали при ПДП.

3. Возможные структуры систем ПДП.

4. Обобщённая цепочечная структура системы Bus Master DMA.

5. Структура шины арбитража ”n” системы bus master DMA цепочечного типа.

6. Организация обмена в режиме ПДП.

7. Принципы организации арбитража магистрали.

8. Упрощённая структурная схема микропроцессорной системы на базе МП КР580ВМ80.

Тема 15. Схемы поддержки мп на системных платах Лекция 21

С целью оптимизации работы процессоров выпускается большое количество вспомогательных наборов микросхем, называемых чипсетами (chipset), которые выполняют какие-либо отдельные функции процессора и/или выполняют роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование всех составных частей ЭВМ и устройств, построенных на их основе, например, сотовых телефонов. Далее идеология построения схем поддержки МП будет рассмотрена на примере чипсетов для архитектуры х86, используемой в персональных компьютерах типа IBM PC. Среди основных производителей таких чипсетов фирмы Intel, NVidia, AMD, Via, SiS.

21.1. Эволюция шинной архитектуры ibm pc

В разделе 10 было показано, что переход от мэйнфреймов к малым ЭВМ (мини и микро) сопровождался существенным упрощением внутренней структуры компьютера, а именно, переходом к магистрально-модульной структуре. Магистрально-модульная структура предполагает наличие в компьютере некоторой общей магистрали, к которой в необходимой номенклатуре и количестве подключены все устройства ЭВМ, выполненные в виде функционально законченных блоков. Эта магистраль получила название системной. Первоначально это был единственный канал связи, по которому внутри ЭВМ передавалась информация между двумя и более компонентами системы. В процессе эволюции мини- и микро-ЭВМ, а также повышения быстродействия процессоров одной системной магистрали оказалось недостаточно. Однако необходимость преемственности программно-аппаратных средств серийно выпускаемых компьютеров разных поколений не позволила так просто заменить разработанные ранее системные магистрали на более быстродействующие, хотя их производительность не соответствовала производительности новых поколений процессоров. Компромиссным решением этой проблемы оказалось введение помимо основной системной магистрали ряда других, более быстродействующих магистралей, которые получили название локальных шин. В процессе эволюции ЭВМ некоторые из них потеряли свое значение и исчезли (например, VLB), другие продолжали развиваться, принимая на себя все больше функций основной системной магистрали (например, PCI). Ввиду этого в современных компьютерах помимо основной системной магистрали, имеется ряд быстродействующих локальных шин различного назначения.

Прежде чем перейти к рассмотрению основных этапов эволюции шинной архитектуры PC фирмы IBM, необходимо сделать ряд замечаний. Уже отмечалось, что в литературе встречаются различные термины для обозначения системной или общей магистрали. Это прежде всего термины: "общая шина", "системная шина", "шина ВВ" и "шина расширения". Последний термин отражает тот факт, что системная магистраль позволяет подключать к компьютеру дополнительные ПУ для расширения или изменения его возможностей, т.е. позволяет изменять конфигурацию оборудования. При этом часть устройств ВВ устанавливается непосредственно на системной (материнской) плате и не может быть заменена пользователем, а часть устройств ВВ размещается в слотах, установленных на системной магистрали. При взаимодействии с МП те и другие используют одну и ту же системную магистраль. Количество слотов расширения может быть разным. В первом IBM PC их было пять, а в PC/XT – восемь. В последующих моделях РС, имеющих быстродействующие локальные шины, их число изменялось в зависимости от конкретной конфигурации материнской платы.

При дальнейшем изложении материала будет использоваться термин шина расширения (ШР), поскольку сама системная магистраль уже в первых РС претерпела существенные изменения по сравнению с классическим вариантом структуры простейшей микроЭВМ, изображенным на рис. 13.1.