21.1.2.2. Шина расширения mca

Появление 32-разрядного процессора I80386 привело к тому, что 16-разрядная ISA перестала соответствовать возможностям нового поколения МП. Фирма IBM не стала вновь модернизировать шину ISA, а разработала новую – МСА (Micro Channel Architecture). Шина МСА полностью несовместима с шиной ISA и не позволяет использовать старые платы адаптеров, однако по всем параметрам превосходит 16-разрядную шину ISA. Это достаточно дорогая шина, разработанная в пику конкурентам для своих компьютеров PS/2, начиная с модели 50. Состав управляющих сигналов, протокол и архитектура ориентированы на асинхронное функционирование шины и процессора, что снимает проблемы согласования скоростей процессора и ПУ. В процессе работы шина МСА может передавать управление отдельным подключенным к ней адаптерам (bus mastering), для реализации режима ПДП или обмена между двумя адаптерами. Все запросы на захват шины поступают в специализированное устройство, называемое арбитром шины (CACP – Central Arbitration Control Point). Арбитр обеспечивает доступ к шине всем устройствам в соответствии с системой приоритетов, предотвращая конфликты и монополизацию шины одним из них. Архитектура шины позволяет эффективно и автоматически конфигурировать все устройства программным путем (в МСА PS/2 нет переключателей ни на системной плате, ни на адаптерах). В шине МСА предусмотрено 6 типов слотов:

• 16-разрядные;

• 32-разрядные;

• 16- и 32-разрядные с дополнением для плат памяти;

• 16- и 32-разрядные с дополнениями для видеоадаптеров.

Фирма IBM хотела не просто заменить старый стандарт ISA на новый, но и сделать на этом деньги. IBM потребовала от всех производителей, желающих получить лицензию на использование новой шины МСА, заплатить за использование шины ISA во всех ранее выпущенных компьютерах. Это непомерное требование привело к разработке конкурентами фирмы IBM альтернативной шины EISA, что существенно замедлило распространение шины МСА.

Эта причина, а также полная несовместимость с массовыми ISA-устройствами привели к тому, что новая шина МСА при всей прогрессивности архитектуры (относительно ISA) не пользуется популярностью из-за узости круга пользователей МСА-устройств. Между тем МСА еще находит применения в мощных файл-серверах, где требуется обеспечить высоконадежный производительный ВВ.

21.1.2.3. Шина расширения eisa

Стандарт EISA (Extended Industry Standard Architecture) появился в 1988 году в ответ на разработку фирмой IBM шины МСА и требование ее лицензировать . Конкуренты сочли излишним платить задним числом за давно используемую шину ISA и, проигнорировав новую разработку IBM, создали свою. В этой работе приняли участие практически все ведущие изготовители компьютеров (за исключением, естественно, IBM) и крупнейшие фирмы по производству программных продуктов. Первые компьютеры с шиной EISA появились в 1989 г. Это единственное жестко стандартизированное расширение ISA до 32 бит и количеством слотов расширения до восьми.

Шина EISA разрабатывалась как преемница ISA, а не как альтернатива ей, поэтому различия между ними связаны лишь с появлением дополнительных возможностей. В шине EISA предусмотрены 32-разрядные слоты для компьютеров с процессорами 386DX и последующими моделями. Слот шины EISA построен так, что позволяет разрабатывать устройства, обладающие многими возможностями адаптеров МСА, но при этом может работать и с платами, созданными в старом стан- дарте ISA.

Несмотря на существенное увеличение числа линий в шине EISA (55 новых сигналов), 32-разрядный слот EISA выглядит почти так же, как и 16-разрядный слот ISA. Между тем слот шины EISA сдвоенный. Два ряда контактов соответствуют 16-разрядному слоту ISA, остальные расположены в глубине разъема и относятся к расширению EISA, поэтому контакты кромкового разъема старых плат ISA, не имеющих специального ключа, попадают только на верхние контакты слота.

По шине EISA можно передавать до 32 бит данных одновременно при тактовой частоте шины 8,33 МГц. В большинстве случаев передача данных осуществляется, как минимум, за два такта, хотя возможна и большая скорость передачи. Максимальную производительность шины реализует пакетный режим (burst mode) – скоростной режим пересылки пакетов данных без указания текущего адреса внутри пакета. В пакете очередные данные могут передаваться в каждом такте шины, т.е. максимальная пропускная способность шины EISA составляет

8,33 МГц  32 бита = 266,56 Мбит/с  266,56 Мбит/с : 8 = 33,32 Мбайт/с.

Длина пакета может достигать 1024 байта. Передача данных по "неполной шине" (при работе с 8- или 16-разрядными платами адаптеров в стандарте ISA) осуществляется соответственно с меньшими скоростями.

В шине EISA (как и в МСА) предусмотрена возможность передачи управления шиной одной из плат адаптеров (bus mastering) для реализации режима ПДП или обмена между двумя адаптерами. Работу адаптеров координирует устройство, называемое арбитром шины (CACP), которое иногда еще называют периферийным контроллером (ISP – Integrated System Peripheral). Арбитр временно предоставляет всю систему в полное распоряжение той или иной плате адаптера в соответствии с четырехуровневой системой приоритетов, расположенных в следующем порядке (по убыванию):

• регенерация систем памяти;

• прямой доступ к памяти (DMA);

• процессор;

• адаптер шины (bus-master).

В компьютерах с шиной EISA предусмотрена самонастройка прерываний и адресов расположения адаптеров. В компьютерах с шиной ISA и несколькими платами адаптеров при неправильной установке перемычек и переключателей недоразумения практически неизбежны. Программа самонастройки EISA обнаруживает возможные конфликты и конфигурирует систему так, чтобы их исключить. Однако пользователь может и сам установить желаемую конфигурацию с помощью перемычек и переключателей, что бывает необходимо, например, при поиске неисправностей.

EISA – дорогая, но оправдывающая себя архитектура, применяющаяся в многопроцессорных системах, на файл-серверах и везде, где требуется высокоэффек­тивная, надежная ШР.