82. Организация взаимодействия в современных видеосистемах пк. Аппаратные интерфейсы

ISA Bus. Исторически первым международным стандартом на шину ПК являлся стандарт ISA. Шина работала на частоте 12 МГц и обеспечивала пиковую производительность 24 МВ/с. Этой производительности хватало на примитивные приложения деловой графики и простейшие мультимедийные приложения. Согласно рекомендации PC98 применять шину ISA не рекомендуется. Однако большинство производителей поддерживают совместимость с ISA для организации взаимодействия с устаревшими “медленными” устройствами (клавиатура, дисководы и т.п.). В 1999 году вышел стандарт на усовершенствованный интерфейс LPC , который был призван заменить стандарт ISA, расширяя его возможности в области быстродействия (33МГц) и адресуемой памяти (до 4 Гбайт).

VL-bus. Попыткой заменить стандарт ISA была разработка международной ассоциации VESA. Проект VL-bus (VESA Local Bus) поддержали ведущие производители аппаратных и программных средств.

Стандарт VESA не нашел широкого распространения из-за того, что в основу аппаратного решения были заложены неперспективные возможности (33 МГц, 64 МВ/с). Однако подключение уже второй платы к шине VL-bus могло приводить к конфликтам.

PCI bus. После неудачной реализации VESA 2 производители аппаратных средств стали самостоятельно развивать интерфейс ПК. Наиболее перспективной оказалась разработка фирмы Intel – интерфейс для компьютеров с процессорами Pentium – PCI .

Шина в начальном варианте имела следующие характеристики: частота 66 МГц, скорость передачи данных – 128 МВ/с.

Интерфейс PCI позволяет эффективно реализовать графические приложения деловой графики и мультимедийные игровые приложения. Однако возросшие потребности в области трехмерной графики и виртуальной реальности снова поставили задачу перед производителями аппаратных средств.

AGP. Для решения этой задачи фирма Intel предложила (1991 год) вариант архитектур, использующий специализированный графический порт – AGP (Accelerated Graphics Port) – для подключения высокопроизводительных ускорителей. Для поддержки AGP выпускаются следующие наборы системных микросхем: Intel (начиная с набора 440), Via Apollo, Ali Aladdin и др.

Однако для некоторых приложений, обеспечивающих высокоточное 3D-моделирование, этой памяти оказывается недостаточно. Поэтому последние версии AGP позволяют хранить растровые образы текстур в общей памяти, обеспечивая при этом высокоскоростной доступ к ней. При отключенном режиме DiME, графическому ускорителю доступны только текстуры, расположенные в памяти самого графического

ускорителя.

Современный стандарт на порт AGP (версия 2.0 1994 года выпуска) позволяет за один такт работы пересылать графические данные 2, 4 или 8 раз (AGP 2x, AGP 4x, AGP 8x). Производительность канала для перекачки графики доходит до 528 Мб/с (до 2 Гб/с в AGP 8x при тактовой частоте 533 МГц). Кроме того, для ускорения графических операций, использующих текстуры, AGP поддерживает режим прямого исполнения из памяти DiME - DIrect Memory Execute (в стандартном режиме работы видеосистемы, текстуры геометрических объектов хранятся в специально отведенной для этого памяти графического ускорителя).

PCI Express. Следующий шаг фирма Intel осуществила только через 12 лет – в июле 2002 гора была предложена спецификация последовательной шины PCI Express. Необходимость разработки новой спецификации объяснялась тенденциями развития современной микроэлектроники – увеличение производительности путем повышения тактовых частот и расширение функциональности за счет повышения уровня микроминиатюризации.

Достоинствами PCI Express являются:

• высокая частота работы (более 3 Гбайт/с в однонаправленном режиме работы);

• упрощение разводки материнских плат за счет уменьшения количества проводников в последовательном интерфейсе (не смотря на то, что стандарт предусматривает 32-канальный интерфейс, в практике разработки ПК используется 16-канальный интерфейс);

• защита от помех, которая обеспечивается избыточным кодированием (два дополнительных бита на каждый байт);

• поддержка горячей замены плат;

• пониженное энергопотребление (за счет сокращения сигнальных линий, нуждающихся в питании) и нагрева ПК;

• включение в стандарт алгоритмов управления питанием;

• асинхронность передачи данных по каждому из каналов (интерфейс х16 фактически представляет собой 16 независимых каналов передачи).

Единственным недостатком нового интерфейса является то, что его использование требует полной замены компьютера, использовавшего AGP-интерфейс.

Конец 82 вопроса.