Архитектура системных интерфейсов
По функциональному назначению можно выделить системные интерфейсы (интерфейсы, связывающие отдельные части компьютера как микропроцессорной системы) и интерфейсыпериферийных устройств.
Микро-ЭВМ с точки зрения архитектуры можно разделить на 2 основных класса:
использующие внутренний интерфейс МП (унифицированный канал);
использующие внешний по отношению к МП системный интерфейс.
Системный интерфейс выполняется обычно в виде стандартизированных системных шин. Однако в последнее время наметились тенденции внедрения концепций сетевого взаимодействия в архитектуру системных интерфейсов.
Различают два класса системных интерфейсов: с общей шиной (сигналы адреса и данных мультиплексируются) и с изолированной шиной (раздельные сигналы данных и адреса). Прародителями современных системных шин являются:
Unibus фирмы DEC (интерфейс с общей шиной),
Multibus фирмы Intel (интерфейс с изолированной шиной).
Внутримашинный системный интерфейс
Понятие интенрфейса.
Интерфейс (interface) - совокупность средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие.
Виды интерфейсов:
аппаратный
программный
пользовательский.
Внутримашинный системный интерфейс –система связи и сопряжения узлов и блоков ЭВМ между собой – представляет собой совокупность электрических линий связи (проводов), схем сопряжения с компонентами компьютера, протоколов (алгоритмов) передачи и преобразования сигналов.
Существует два варианта организации внутримашинного интерфейса.
Многосвязанный интерфейс: каждый блок ПК связан с прочими блоками своими локальными проводами; многосвязанный интерфейс применяется , как правило, только в простейших бытовых ПК.
Односвязный интерфейс: все блоки ПК связаны друг с другом через общую или системную шину.
интерфейсная система микропроцессора (БС0Г1) - реализует сопряжение и связь с другими устройствами ПК; включает в себя внутренний интерфейс МП, буферные запоминающие регистры и схемы управления портами ввода-вывода (ПВВ) и системной шиной. Интерфейс (interface) - система средств сопряжения и связи устройств компьютера, обеспечивающая их эффективное взаимодействие. Порт ввода-вывода (I/O ~ Input/Output port) - аппаратура сопряжения, позволяющая подключить к микропроцессору другое устройство ПК.
Материнская плата. Структура типовой материнской платы.
Материнская плата (Системная плата, Motherboard) — это основной компонент ПК, который управляет внутренними связями и взаимодействует с внешними устройствами. Она влияет на производительность компьютера в целом.
Современные платы исполняются на основе чипсетов (Chipset) - наборов из нескольких больших интегральных схем, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов - процессора, памяти и шин расширения.
На рисунке 8 представлена структура материнской платы.
Все компоненты материнской платы связаны проводниками - шинами (Bus).
Взаимодействие между компонентами и устройствами ПК, подключенными к разным шинам, осуществляется с помощью так называемых мостов, реализованных на одной из микросхем Chipset.
Быстродействие процессора, памяти, адаптеров для шин ISA, EISA, VLB, PCI существенно различается. Поэтому в компьютерах применяется деление опорной частоты для синхронизации шин ввода/вывода и внутреннее умножение частоты в процессорах. Различают следующие частоты:
Host Bus Clock - частота системной шины (внешняя частота шины процессора). Эта частота является опорной для всех других.
CPU Clock, или Core Speed - внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро.
PCI Bus Clock - частота шины PCI, которая должна составлять 25-66,6 МГц). Она обеспечивается делением Host Bus Clock на 2 (реже на 3).
VLB Bus Clock - частота шины VLB, определяемая аналогично РСI Bus Clock. Платы с шиной VLB обычно имеют джампер, переключаемый частоту.
ISA Bus Clock, или A TCLK - частота шины ISA, которая должна быть близка к 8 МГц. Она обычно задается в BIOS Setup через коэффициент деления системной частоты.