2.2.1.3. Системная и локальные шины

Об­щая про­из­во­ди­тель­ность ком­пь­ю­тер­ных сис­тем на­хо­дит­ся в за­ви­си­мо­сти от ско­ро­сти об­ме­на дан­ны­ми с ПУ. Ско­рость об­ме­на ог­ра­ничива­ет­ся дву­мя фак­то­ра­ми: бы­ст­ро­дей­ст­ви­ем са­мих уст­ройств и про­пу­ск­ной спо­соб­но­стью системной и локальных шин - линий связи, по которым осуществляется передача информации между устройствами.

Системную и локальные шины можно упрощенно представить как совокупность сигнальных линий (линий связи), посредством которых осуществляется передача данных и управляющих сигналов между устройствами ПК.

Основной обязанностью системной шины является передача информации (команд и данных) между процессором (или процессорами) и остальными электронными компонентами компьютера. По этой шине осуществляется не только передача информации, но и адресация устройств, а также происходит обмен специальными служебными сигналами.

В хабовойархитектуре современных чипсетов функции системной шины существенно сужены –системная шина обслуживает лишь цепочку «процессор – северный мост (GMCH)» и по своей сути фактически является локальной.

Локальная шинасвязывает с основным процессором лишь несколько устройств (например, видеоадаптер) и работает на более высокой скорости.

Существуют следующие стандарты шин: ISA, EISA, VLB, PCI, PCMCIA (CardBus) и AGP.

Если обмен информацией ведется между периферийным устройством и контроллером, то соединяющая их линия передачи данных называется интерфейсом передачи данных, или просто внешним интерфейсом. Среди применяемых в современных и перспективных ПК интерфейсов можно отметить EIDE, SCSI, SSA и Fibre Channel, USB, FireWire (IEEE 1394) и DeviceBay.

Стандарты СШ и ЛШ.

0. ISA.ЛШISA (IndastryStandardArchitecture) разработана фирмойIBMпри создании ПКIBMPCAT(другое названиеISA–ATBus). Эта шина является весьма дешевой, малопроизводительной и “малоинтеллектуальной”. Тактовая частотаISA–8 МГц, предельная пропускная способность -5,55 Мбит/с. Ее возможностей вполне достаточно для работы с низкоскоростными устройствами (клавиатура, НГМД, принтерами, модемами). Наличие в современных ПК высокоскоростного оборудования (НМД, видеоконтроллеры, адаптеры локальных сетей) требует более эффективных стандартов СШ. К их числу относятся следующие стандарты шин:

0. EISAразработана в 1989 г., является функциональным и конструктивным расширениемISA, обеспечивает обмен данными между МП, ОЗУ и ПВВ по 32-разрядной магистрали со скоростью32 Мбит/с, тактовая частота –8 МГц. ПоддерживаетBusMastering– режим управления шиной со стороны любого устройства по шине. Контроллеры EISA совместимы с контроллерами для шины ISA, но более дорогие.

1. VLB(иногда называют локальной VL-шиной) разработана ассоциацией VESA обеспечивает более дешевое (чем EISA) подключение высокоскоростных устройств ПК.VLBявляется32- разряднымдополнением к шинеISA. Для подключения более медленных устройств на ПК с VL-шиной устанавливается другая шина (ISA или EISA). Тактовая частота25-50 МГц, предельная пропускная способность130 Мбит/с. Эпоха локальных шинVLBзакончилась с уходом со сцены процессоров серии 486Х.

2. PCI разработана фирмой IBM и обеспечивает еще более быстрый обмен информацией между устройствами ПК, чем шина VESA. Наиболее часто данный стандарт СШ используется на ПК класса «Pentium». СтандартPCIне совместим ни с какими иными стандартами системных шин, имеет разрядность 32/32 (расширенный вариант – 64/64). Тактовая частота до33 МГц(PCI2.1 – до66 МГц), пропускная способность до132 Мбит/с(264 Мбит/с для 32/32 на 66 МГц и 528 Мбит/с для 64/64 на 66 МГц). ОбеспечиваетBus Mastering и автоконфигурацию. Количество разъемов шины на одном сегменте– 4.Сегментов может быть несколько, они соединяются друг с другом посредствоммостов(bridge).

В материнских платах современных компьютеров, ориентированных на офисное и домашнее применение, как правило, используются два типа шин – PCI (для подключения скоростных устройств) иEISA(для более медленной периферии).

• PCMCIA. С появлением портативных компьютеров остро встал вопрос о создании универсального и компактного интерфейса для подключения внешних устройств. В качестве такого интерфейса стандартом де-факто стал интерфейсPCMCIA (PC Card.), поддерживаемый Ассоциацией PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association), объединяющей компании, разрабатывающие периферийные устройства для портативных компьютеров.Устройства PC Card размером с обычную кредитную карточку являются альтернативой обычным платам расширения, подключаемым к шине ISA. В этом стандарте выпускаются модули памяти, модемы и факс-модемы, SCSI-адаптеры, сетевые карты, звуковые карты, винчестеры, интерфейсы CD-ROM и т. д.

• AGP. Несмотря на приличные скоростные качества шины PCI разработчики графических адаптеров столкнулись с проблемой ее недостаточного быстродействия шины PCI для ряда задач, возникающих при обработке трехмерной графики. На помощь пришла испытанная идея организации локальной шины для обмена с видеоадаптером. Так родился ускоренный графический порт AGP (Accelerated Graphic Port).

Ускоренный графический порт AGP занимает отдельный разъем, отличающийся от PCI, который работает на частоте 66 МГц. Предусмотрены два режима передачи данных — 1x (66 МГц, 266 Мбайт/с) и 2х (133 МГц, 532 Мбайт/с). Прорабатывается спецификация AGP 4х.