Шина расширения — компьютерная шина, которая используется на системной карте компьютеров или промышленных контроллеров, для добавления устройств (плат) в компьютер. Есть несколько видов:
ISA — 8 и 16 разрядная, использовалась в первых персональных компьютерах VL-bus — шина, разработанная на смену шине ISA, в противовес MCA
MCA — микроканальная архитектура, разработана IBM, для своего компьютера IBM PS/2
PCI — шина, разработанная Intel, для процессоров Pentium AGP — вариант PCI, использовавшийся для видеокарт
PCI Express — современная шина, которая пришла на смену PCI
Локальная шина
Локальная шина (local bus) — функционально специализированный вид шины в IBM PC для связи процессора с отдельными видами периферийных устройств (контроллеров накопителей, видеоадаптеров и т.п.).
Пропускная способность различных локальных шин может существенно отличаться. К категории стандартизованных локальных шин, появившихся в 1992, относятся шины VL-bus или VLB Ассоциации по видео электронным стандартам США (VESA, Video Electronics Standards Association) и PCI (Peripheral Component Interconnection) корпорации Intel. Разновидности шин — PCI-Express, USB, IEEE 1394, AGP.
Локальная шина предназначена для обеспечения непосредственного доступа процессора к переферийным устройствам (например, графическим или сетевым адаптерам), минуя арбитраж, предусмотренный в шинах ISA, EISA или MCA. Теоретически 32-разрядная локальная шина может обеспечить передачу и прием данных от переферийных устройств на максимальной скорости ЦП
ДЛЯ ОРГАНИЗАЦИИ В КОМПЬЮТЕРЕ ЛОКАЛЬНОЙ ШИНЫ СОВСЕМ НЕ ОБЯЗАТЕЛЬНО УСТАНАВЛИВАТЬ СЛОТЫ РАСШИРЕНИЯ: УСТРОЙСТВО, ИСПОЛЬЗУЮЩЕЕ ЛОКАЛЬНУЮ ШИНУ, МОЖНО СМОНТИРОВАТЬ НЕПОСРЕДСТВЕННО НА СИСТЕМНОЙ ПЛАТЕ. В ПЕРВЫХ КОМПЬЮТЕРАХ С ЛОКАЛЬНОЙ ШИНОЙ ИСПОЛЬЗОВАЛСЯ ИМЕННО ТАКОЙ ПОДХОД.
Шина PCI
Вначале 1992 года Intel организовала группу разработчиков, перед которой была поставлена та же задача, что и перед группой VESA: разработать новую шину, в которой были бы устранены все недостатки шин ISA и EISA.
Виюне 1992 года была выпущена спецификация шины PCI версии 1.0, которая с тех пор претерпела несколько изменений.
Создатели PCI отказались от традиционной концепции, введя еще одну шину между процессором и обычной шиной ввода- вывода. Вместо того чтобы подключить ее непосредственно к шине процессора, весьма чувствительной к подобным вмешательствам (что было характерно для VL-Bus), они разработали новый комплект микросхем контроллеров для расширения шины.
Шина PCI добавляет к традиционной конфигурации шин еще один уровень. При этом обычная шина ввода-вывода не используется, а создается фактически еще одна высокоскоростная системная шина с разрядностью, равной разрядности данных процессора. Компьютеры с шиной PCI появились в середине 1993 года, и вскоре она стала неотъемлемой частью компьютеров высокого класса.
Тактовая частота стандартной шины PCI — 33 МГц, а разрядность соответствует разрядности данных процессора. Для 32-разрядного процессора пропускная способность составляет 132 Мбайт/с:
33,33 МГц × 4 байт (32 бит) = 133 Мбайт/с.
Стандартная шина PCI имеет несколько разновидностей. Большинство современных компьютеров вооружены разъемами PCI-Express x1 и PCI-Express x16. В настоящее время 64-разрядные шины или шины с рабочей частотой 66 и 133 МГц используются только в системных платах серверов или рабочих станций. Одно из основных преимуществ шины PCI заключается в том, что она может функционировать параллельно с шиной процессора (т.е. независимо от нее). Это позволяет процессору обрабатывать данные внешней кэш-памяти одновременно с передачей информации по шине PCI между другими компонентами системы.
Для подключения адаптеров шины PCI используется специальный разъем (см. рисунок ниже). Платы PCI могут быть тех же размеров, что и платы для обычной шины ввода-вывода, однако конфигурация разъемов позволяет отличить их от старых плат с интерфейсами ISA, MCA и EISA.
В спецификации PCI определено три типа системных плат, каждая из которых разработана для определенных моделей компьютеров с различными требованиями к электроснабжению. Существуют 32- и 64- разрядные версии шины PCI. Версия с напряжением 5 В предназначена для стационарных компьютеров (PCI 2.2 или более ранних версий), версия с напряжением 3,3 В — для портативных систем (также поддерживается PCI 2.3), а универсальная версия предназначена для системных плат и внешних адаптеров, подключаемых к любому из перечисленных разъемов. Универсальные шины и 64-разрядные шины PCI с напряжением 5 В преимущественно предназначены для серверных системных плат. Спецификацией PCI-X 2.0 для версий 266/533 обусловлена поддержка напряжений 3,3 и 1,5 В, что соответствует стандарту PCI 2.3 с поддержкой напряжения 3,3 В.