Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

лекции ВТиИТ / 06_Интерфейсы ЭВМ

.pdf
Скачиваний:
74
Добавлен:
13.03.2016
Размер:
882.6 Кб
Скачать

полный дуплекс) и сигнальная земля

для OUT – Token встроен в Data, для IN – Token заменен Handshake

разъем кабеля физически совместим с USB 2.0

нагрузка до 900мА

максимальная скорость передачи информации до 5 Гбит/с

Интерфейс PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association)

Физическая реализация – малогабаритное гнездо 54 х 85 х 3.3 (5-10.5) мм с направляющими для установки Количество контактов – 68

Количество подключаемых устройств (разрядов адреса) – 26 разр (64М) Количество разрядов данных – 16 Тактовая частота – 33 МГц

Скорость передачи данных – 66 Мбайт/c

Особенности – очень малые габариты, стандарт на малое энергопотребление, используется в миниатюрных системах (ноутбуки и карманные компьютеры). В последнее время вытесняется шиной USB.

Системные интерфейсы и интерфейсы ввода/вывода

Параллельные шины ISA и PCI

Шина ISA (Industry Standard Architecture)

Разрядность шины адреса – 20 разрядов (1Мбайт адресного пространства) Разрядность шины данных – 8/16 разрядов Тактовая частота – 8 МГц Скорость передачи данных – 8/16 Мбайт/с Количество контактов – 98

Реализует режимы программного обмена с памятью, прямого доступа к памяти Радиальные прерывания (до 11 устройств).

Особенности – относительно низкая скорость, хорошая помехоустойчивость, часто используется как сама, так и в модификациях.

Разработка и примеры построения устройств с этой магистралью - стандарты MicroPC и PC104.

EISA (Extended ISA) – 32-разрядная шина. Поддерживает 32-разрядную адресацию (4Гб). Скорость передачи данных 33 Мбайт/сек.

Структура шины ISA

Архитектура ЭВМ с шиной ISA

 

 

Устройства ISA

 

ОЗУ

ЦП

 

 

 

1

2 . . .

11

 

 

Шина адреса

 

 

шина

 

шина

 

 

 

 

 

 

 

Шина данных

 

 

ОЗУ

 

ЦП

 

 

 

 

 

 

Радиальные прерывания

...

 

 

Контроллер

шина ISA

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шины

 

 

 

 

 

 

 

Прямой доступ к памяти

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроллер

Контроллер

Сигналы работы с памятью

 

 

 

 

внешнего

внешнего

 

 

 

 

 

 

устройства

устройства

Шина PCI (Peripheral Component Interconnect)

Шина Адрес/Данные – мультиплексирована Количество разрядов адреса – 32 (4Гб) Количество разрядов данных – 32/64 Тактовая частота – 33/66МГц

Скорость передачи данных – 32/264/528Мбайт/с Количество контактов – 188 Обработка прерываний по опросу.

4 линии IRQ – для многофункциональных устройств (4 прерывания на плате) ПДП реализован как режим управления шиной Особенности – высокая скорость, плохая помехоустойчивость

Структура шины PCI

 

Устройства PCI

 

 

1

2

3

4

 

Шина адреса/данных

 

 

 

 

IRQ A

 

 

A

 

 

 

 

 

IRQ B

 

 

B

 

 

 

 

Мост

IRQ C

 

 

C

PCI

 

 

 

IRQ D

 

 

 

 

 

 

D

 

 

 

 

 

Сигналы захвата шины

 

 

 

 

Сигналы работы с памятью

 

 

 

Архитектура ЭВМ с шиной PCI

 

 

 

ОЗУ ЦП

шина

шина

 

 

 

ОЗУ

ЦП

 

 

 

Северный

 

 

 

 

мост

 

 

 

 

Южный мост

шина PCI

 

 

 

Контроллер

Мост

шина ISA

 

внешнего

PCI-ISA

 

 

 

 

устройства

 

 

 

 

 

 

Контроллер

Контроллер

 

 

 

внешнего

внешнего

 

 

 

устройства

устройства

Достоинства параллельных шин:

Высокая производительность при меньшей частоте шины Недостатки параллельных шин:

При увеличении частоты возрастает задержка при неодинаковой длине проводов

(latency)

Большое число проводов – сложно разместить на плате и обеспечить одинаковую длину

Последовательная шина PCI Express

Для последовательной шины проще увеличивать частоту передачи. Возможность масштабирования – увеличение частоты и распараллеливание последовательной шины на несколько пар.

Соединение между устройствами – точка-точка Топология шины – звезда. Все устройства подключаются к центральному коммутатору.

Информация передается последовательно по двум дифференциальным парам (lane). Это позволяет уменьшить число проводников на плате и увеличить длину соединений.

Tx

Rx

Коммутатор

Устройство

PCI-Express

PCI-Express

Rx

Tx

Lane

Скорость передачи по одной полосе (lane) соответствует 1х Тактовая частота – 2.5ГГц, пропускная способность lane – 2.5 Гбит/с

Увеличение скорости достигается распараллеливанием (побитное распараллеливание) Связь между устройствами – Link

Link 1x, 2х, 4х, 8х, 16х, 32х (по числу lane). Используется пакетная передача данных.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lane 1

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Коммутатор

 

 

 

 

Lane 2

 

 

 

 

 

Устройство

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCI-Express

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCI-Express

 

 

 

 

 

Lane 3

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Lane 4

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Link 4x

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Link

 

Скорость теор/реал,

 

 

 

Число

 

 

 

 

 

 

 

 

Мбайт/с

 

 

контактов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1x

 

 

 

 

 

250/220

 

 

 

 

36

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

4x

 

 

 

 

 

1000/800

 

 

 

 

64

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

8x

 

 

 

 

 

2000/1600

 

 

 

 

98

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

16x

 

 

 

 

 

4000/3200

 

 

 

 

164

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Архитектура ЭВМ с шиной PCIExpress

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОЗУ

 

 

 

ЦП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шина

 

шина

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ОЗУ

 

 

ЦП

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Северный

 

 

 

 

 

 

Видео

 

 

 

 

 

 

 

мост

 

 

PCI-E

 

контроллер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCI-E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

шина PCI

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Мост ввода/

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

вывода

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроллер

 

Контроллер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВУ

 

 

 

 

ВУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

PCI-E

 

 

PCI-E

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Контроллер

 

Контроллер

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ВУ

 

 

 

 

 

 

ВУ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Развитие PCI-Express:

Спецификация внешней кабельной системы PCI-Express: кабель длиной до 10 метров, пропускная способность 2.5 Гбит/с.

PCI-Express 2.0: пропускная способность 5 Гбит/с; динамическое управление скоростью и оповещение об изменении пропускной способности.

PCI-Express 3.0: пропускная способность 8 Гбит/с