سیستم های محاسباتی مدرن با:
growth رشد سریع در سرعت ریز پردازنده ها و برخی از دستگاه های خارجی (به عنوان مثال ، پهنای باند 22 مگابیت در ثانیه برای نمایش فیلم تمام صفحه دیجیتال با کیفیت بالا مورد نیاز است).
□ ظهور برنامه هایی که نیاز به تعداد زیادی عملیات رابط دارند (برای مثال ، برنامه های پردازش گرافیک در ویندوز ، چندرسانه ای).
در این شرایط ، پهنای باند اتوبوس های انبساطی که چندین دستگاه را همزمان سرو می کنند ، برای کار راحت کاربران کافی نبود ، زیرا رایانه ها برای مدت طولانی شروع به "فکر کردن" کردند. توسعه دهندگان رابط راه ایجاد اتوبوس های محلی را که مستقیماً به اتوبوس MP متصل می شوند ، در فرکانس ساعت MP کار می کنند (اما نه در فرکانس کاری داخلی آن) و برقراری ارتباط با برخی از دستگاه های پرسرعت بیرونی برای MP: راه اصلی را در پیش گرفتند. حافظه خارجی، سیستم های ویدئویی و غیره
اکنون سه استاندارد اصلی برای اتوبوس های محلی جهانی وجود دارد: VLB ، PCI و AGP.
اتوبوس VLB(VL-اتوبوس ، اتوبوس محلی VESA)در سال 1992 توسط انجمن استاندارد استانداردهای الکترونیک ویدئو (VESA - علامت تجاری انجمن استاندارد های ویدئوی الکترونیک) معرفی شد و به همین دلیل اغلب به آن اتوبوس VESA گفته می شود. اتوبوس VLB ، در اصل ، افزونه ای از باس MP داخلی برای ارتباط با آداپتور ویدئویی و در مواردی با دیسک سخت ، کارتهای چندرسانه ای و آداپتور شبکه است. عرض اتوبوس برای داده ها 32 بیت است ، برای یک آدرس 30 عدد ، میزان انتقال واقعی داده ها از طریق VLB 80 مگابایت در ثانیه است ، از لحاظ تئوری قابل دستیابی 132 مگابایت در ثانیه است (در نسخه 2 - 400 مگابایت در ثانیه).
مضرات اتوبوس VLB:
□ جهت گیری فقط بر روی MP 80386، 80486 (برای پردازنده های کلاس پنتیوم سازگار نیست)؛
□ وابستگی شدید به فرکانس ساعت MP (هر اتوبوس VLB فقط برای یک فرکانس خاص تا 33 مگاهرتز طراحی شده است).
small تعداد کمی از دستگاه های متصل - فقط 4 دستگاه می توانند به اتوبوس VLB وصل شوند.
no هیچ گونه داوری در اتوبوس وجود ندارد - ممکن است بین دستگاه های متصل تعارض وجود داشته باشد.
اتوبوس PCI(اتصال اجزای دستگاه جانبی،اتصال اجزای خارجی) - رایج ترین و جهانی برای اتصال دستگاه های مختلف. در سال 1993 توسط اینتل ساخته شده است. اتوبوس PCI بسیار متنوع تر از VLB است. امکان اتصال حداکثر 10 دستگاه را فراهم می کند. این آداپتور خاص خود را دارد و به آن اجازه می دهد تا از 80486 تا پنتیوم مدرن با هر MP کار کند. فرکانس ساعت PCI 33 مگاهرتز ، رزولوشن 32 بیت برای داده ها و 32 بیت برای یک آدرس با امکان گسترش تا 64 بیت ، توان تئوری آن 132 مگابایت در ثانیه و در نسخه 64 بیتی - 264 مگابایت در ثانیه است. اصلاح 2.1 اتوبوس PCI محلی با فرکانس ساعت حداکثر 66 مگاهرتز و با ظرفیت 64 دارای توان حداکثر 528 مگابایت در ثانیه است. حالت های پشتیبانی شده پلاگین و بازی ، مسترینگ اتوبوس و آداپتورهای تنظیم خودکار
از لحاظ ساختاری ، اتصال اتوبوس در بورد سیستم از دو بخش بعدی در یک ردیف 64 مخاطب تشکیل شده است (هر کدام کلید مخصوص خود را دارند). با استفاده از این رابط ، کارتهای ویدیویی به مادربرد متصل می شوند ، کارت صدا، مودم ها ، کنترلرهای SCSI و سایر دستگاه ها. به طور معمول ، چندین اسلات PCI در مادربرد وجود دارد. اتوبوس PCI ، گرچه محلی است ، اما بسیاری از عملکردهای اتوبوس انبساط را نیز انجام می دهد. لاستیک برنامه های افزودنی ISA، EISA ، MCA (و با آنها سازگار است) با یک اتوبوس PCI نه به طور مستقیم به MP وصل می شوید (همانطور که در هنگام استفاده از اتوبوس VLB استفاده می شود) بلکه به خود PCI (از طریق رابط بسط) وصل می شوند. با تشکر از این راه حل ، اتوبوس مستقل از پردازنده است (برخلاف VLB) و می تواند بطور موازی با اتوبوس پردازنده کار کند بدون آنکه برای درخواست ها تماس بگیرد. بنابراین ، بار اتوبوس پردازنده به میزان قابل توجهی کاهش می یابد. به عنوان مثال ، پردازنده با حافظه سیستم یا حافظه نهان کار می کند ، و در این زمان از طریق شبکه روشن می شود hDD اطلاعات نوشته شده است پیکربندی سیستم با باس PCI در شکل نشان داده شده است. 5.8
اتوبوس AGP(پورت گرافیکی شتاب -پورت گرافیکی شتاب) - واسط برای اتصال آداپتور ویدئویی به یک صندوق جداگانه AGP ، که دارای
فصل 5. ریزپردازنده ها و مادربردها
خروجی مستقیم به حافظه سیستم. اتوبوس بر اساس استاندارد PCI v2.1 ساخته شده است. اتوبوس AGP می تواند با فرکانس اتوبوس سیستم تا 133 مگاهرتز کار کند و بالاترین سرعت انتقال داده گرافیکی را فراهم می کند. حداکثر توان آن در حالت چهار برابر AGP4x (4 بلوک داده در هر چرخه ساعت منتقل می شود) 1066 مگابایت در ثانیه است و در حالت ضرب AGP8x هشت برابر 2112 مگابایت در ثانیه است. در مقایسه با اتوبوس PCI ، اتوبوس AGP تعدد تعدیل خطوط آدرس و داده را از بین می برد (در PCI ، برای کاهش هزینه طراحی ، آدرس و داده ها در همان خط ها منتقل می شوند) و لوله کشی عملیات خواندن و نوشتن افزایش یافته است ، که این امر تأثیر تاخیر در ماژول های حافظه را با سرعت از بین می برد. انجام این عملیات.
شکل. 5.8 پیکربندی سیستم PCI
اتوبوس AGP دارای دو حالت عملیاتی است: DMAو اجرا کردندر حالت DMA ، حافظه اصلی حافظه کارت فیلم است. اشیاء گرافیکی در حافظه سیستم ذخیره می شوند ، اما قبل از استفاده در حافظه محلی کارت کپی می شوند. مبادله در بسته های پیاپی بزرگ انجام می شود. در حالت Execute ، حافظه سیستم و حافظه محلی کارت ویدیو از نظر منطقی برابر هستند. اشیاء گرافیکی به حافظه محلی کپی نمی شوند بلکه مستقیماً از سیستم انتخاب می شوند. در این حالت ، باید قطعات ریز تصادفی نسبتاً کوچک را از حافظه انتخاب کنید. از آنجا که حافظه سیستم به صورت پویا ، در بلوک های 4 Kbytes ، در این حالت ، برای اطمینان از عملکرد قابل قبول ، مکانیزمی فراهم شده است که آدرس های متوالی قطعات را به آدرس های واقعی بلوک های 4 کیلوبایتی در حافظه سیستم نقشه می کند. این روش با استفاده از یک جدول ویژه (جدول بازنویسی آدرس گرافیکی یا GART) که در حافظه قرار دارد انجام می شود. رابط به عنوان یک اتصال جداگانه طراحی شده است که در آن آداپتور AGP-video نصب شده است. پیکربندی سیستم با باس AGP در شکل نشان داده شده است. 5.9
سیستم درون دستگاهی و رابط های محیطی
شکل. 5.9 پیکربندی سیستم با اتوبوس AGP
کلیه موارد فوق در رابطه با لاستیک در جدول خلاصه می شود. 5.4 جدول 5.4. مشخصات اصلی تایر
با افزایش فرکانس های ساعت و عمق کمی پردازنده ها ، مشکل فوری افزایش سرعت انتقال داده در اتوبوس ها بود (استفاده از سنگ با فرکانس ساعت مثلاً 66 مگاهرتز در صورتی که اتوبوس با فرکانس تنها 8.33 مگاهرتز کار کند چیست). در بعضی موارد مانند صفحه کلید یا ماوس سرعت بالا بی فایده است. اما مهندسان سازندگان کارتهای انبساط آماده بودند دستگاههایی را با سرعتی که لاستیکها قادر به تهیه آن نیستند ، بسازند.
که در
راه برون رفت از این وضعیت به شرح زیر یافت شد: برخی از عملیات تبادل داده که نیاز به سرعت بالایی دارند ، باید نه از طریق اتصال دهنده های استاندارد I / O اتوبوس ، بلکه از طریق رابط های پر سرعت دیگر انجام شوند - اتوبوس پردازنده ، دقیقاً مانند کش خارجی.
واقعیت این است که همین رابط های پر سرعت به اتوبوس پردازنده وصل می شوند. بدین ترتیب تبلت های پلاگین از طریق باس خود به طور مستقیم به پردازنده دسترسی پیدا می کنند. این طرح نامیده می شود اتوبوس محلی (LB ، اتوبوس محلی). اتوبوس محلی جایگزین استانداردهای قبلی نشد ، اما آنها را تکمیل کرد. شکل تفاوت بین معماری معمولی و معماری محلی اتوبوس را نشان می دهد. به هر حال ، اولین اتوبوس های ISA فقط محلی بودند ، اما هنگامی که فرکانس ساعت آنها از 8 مگاهرتز فراتر رفت ، جدایی اتفاق افتاد.
اتوبوسهای اصلی رایانه هنوز ISA یا EISA بودند ، اما یک یا چند اسلات از اتوبوس محلی به آنها اضافه شد. در ابتدا ، این شیارها تقریباً به طور انحصاری برای نصب آداپتورهای ویدیویی مورد استفاده قرار می گرفتند ، و تا سال 1992 ، چندین گزینه ناسازگار محلی اتوبوس ایجاد شده بود ، که حق انحصاری متعلق به سازندگان بود.
چنین تنوعی گسترش اتوبوس های محلی را محدود کرد ، بنابراین انجمن استاندارد الکترونیکی ویدئو (VESA) ، که نماینده بیش از 100 شرکت است ، در اوت 1992 مشخصات خود را در اتوبوس محلی VESA (VL-bus یا VLB) ارائه داد ، که تغییر نکرد. و استانداردهای موجود را تکمیل کرد. اتوبوس VLB به منظور افزایش پهنای باند بین پردازنده اصلی و کارت فیلم طراحی شده است ؛ برای همین ، فقط چند اسلات محلی جدید با سرعت بالا به اتوبوس های اصلی اضافه شده است. عملکرد اصلی که در آن اتوبوس جدید در نظر گرفته شده است ، تبادل داده با آداپتور ویدیویی است.
این اتوبوس 32 بیتی بود که از کانکتورهای سوم و چهارم در قالب ادامه شکاف معمولی ISA استفاده می کرد. اتوبوس با فرکانس اسمی 33 مگاهرتز کار می کرد و عملکرد قابل توجهی را در مقایسه با ISA فراهم می کرد. در آینده ، اتوبوس VLB شروع به استفاده از تولید کنندگان کنترلر کرد دیسکهای سخت و سایر دستگاه هایی که به انتقال داده های پر سرعت نیاز دارند. حتی کنترلرهای 100 مگابیتی اترنت با یک اتوبوس VLB نیز تولید شدند. استفاده گسترده از اتوبوس VESA به دلیل پایین بودن قیمت نسبی آن و سازگاری از بالا به پایین با سلف خود ، اتوبوس ISA بود. اتصال VLB یک اتصال دهنده ISA است که "ادامه" دارد.
مشخصات اصلی اتوبوس VL به شرح زیر است:
پشتیبانی از پردازنده های سری 80386 و 80486 .این اتوبوس برای استفاده در سیستم های تک پردازنده طراحی شده است ، در حالی که مشخصات این امکان را برای پشتیبانی از پردازنده های ناسازگار x86 با استفاده از یک تراشه پل فراهم می کند.
حداکثر تعداد استاد اتوبوس 3 (شامل کنترلر اتوبوس) نیست. در صورت لزوم ، می توان چندین زیر سیستم برای پشتیبانی از تعداد بیشتری از استاد نصب کرد. با وجود این واقعیت که این اتوبوس در ابتدا برای پشتیبانی از كنترل كننده های ویدئویی طراحی شده است ، اما پشتیبانی از دستگاه های دیگر (به عنوان مثال كنترل كننده های دیسک سخت) نیز امكان پذیر است.
اتوبوس می تواند با فرکانس حداکثر 66 مگاهرتز کار کند ، با این حال ، مشخصات الکتریکی اتصال VL-bus آن را تا 50 مگاهرتز محدود می کند (البته این محدودیت در مورد دستگاه های یکپارچه در مادربرد صدق نمی کند).
اتوبوس داده دو بیتی (دو جهته) 32 بیتی از ارتباط 16 بیتی پشتیبانی می کند. مشخصات شامل امکان تبادل 64 بیتی است.
پشتیبانی DMA فقط برای استادان اتوبوس ارائه می شود. اتوبوس از مبتکران ویژه DMA پشتیبانی نمی کند.
پهنای باند حداکثر پهنای باند نظری 160 مگابایت در ثانیه (در فرکانس اتوبوس 50 مگاهرتز) ، استاندارد - 107 مگابایت در ثانیه با فرکانس 33 مگاهرتز؛
پشتیبانی از حالت تبادل دسته ای (برای مادربردهای 80486 که از این حالت پشتیبانی می کنند). پنج خط برای شناسایی نوع و سرعت پردازنده استفاده می شود ، از سیگنال Burst Last (BLAST #) برای فعال کردن این حالت استفاده می شود. برای سیستم هایی که از این حالت پشتیبانی نمی کنند ، خط 0 است.
استفاده از کانکتور MCA 58 پین. حداکثر 3 شیار پشتیبانی می شود (در برخی از اتوبوس های 50 مگاهرتز فقط 1 شکاف قابل نصب است). شکاف VL-bus در پشت شکافهای ISA / EISA / MCA نصب شده است ، بنابراین تمام خطوط این اتوبوس ها در دسترس کارتهای VL هستند.
از پردازنده کش یکپارچه و حافظه پنهان موجود در مادربرد پشتیبانی می کند. ولتاژ منبع تغذیه 5 ولت است. دستگاه هایی با سطح سیگنال خروجی 3.3 ولت پشتیبانی می شوند به شرطی که بتوانند با یک سیگنال ورودی 5 ولت کار کنند.
این اتوبوس 32/32 بیتی برای ماشین آلات با پردازنده های 386 ، 486 و پنتیوم ساخته شده است. اتوبوس VLB بیشترین استفاده را در 486 مادربرد داشت. روی آنها ، VESA آدرس ، داده و خطوط کنترل خروجی پردازنده به کانکتور است. این شرایط محدودیتهای مهمی را در کارتهای گسترش VLB اعمال می کند - پارامترهای زمان و بار باید به وضوح حفظ شوند. همانطور که در دستورالعمل بسیاری از مادربردها ذکر شده است ، تعداد کارتهای VLB با فرکانس ساعت 25 مگاهرتز نباید از سه ، در 33 مگاهرتز - دو ، در 40 و 50 مگاهرتز - از یک تجاوز نکند. در صورت نقض این الزامات ، سیستم ناپایدار عمل می کند ، زیرا ظرفیت بار پردازنده فراتر رفته است.
برای تخمین سرعت اتوبوس می توان محاسبه زیر را انجام داد: اگر کارت انبساط با فرکانس 50 مگاهرتز کار کند ، پهنای باند اتوبوس 32 * 50 * 10 6 \u003d 1.6 * 10 9 Mbit / s \u003d 200 مگابایت در ثانیه خواهد بود که کاملاً زیاد است. با این حال ، نباید فراموش کرد که چنین سرعت تقریباً هرگز نمی توان ادعا کرد ، زیرا داده های حافظه فیلم با این سرعت قابل خواندن نیستند. علاوه بر این ، در حین دسترسی به کارت VLB ، مهم نیست که دستگاه در این کارت چقدر کند باشد (به عنوان مثال یک پورت سریال) دیگر نمی تواند کاری انجام دهد.
VL-bus پیشرفت چشمگیری در ISA در عملکرد و طراحی داشت. یکی از مزایای اتوبوس این بود که به شما امکان می داد کارت هایی ایجاد کنید که با چیپست های موجود کار کنند و تعداد زیادی از مدارهای منطقی کنترل گران قیمت را در خود جای ندهند. در نتیجه ، کارتهای VL ارزان تر از کارتهای مشابه EISA بودند. با این حال ، این تایر بدون نقص نبود ، اصلی ترین آنها موارد زیر بود:
جهت گیری در پردازنده 486th. اتوبوس VL محکم به اتوبوس پردازنده 80486 متصل است ، که با اتوبوس های Pentium و Pentium Pro / Pentium II تفاوت دارد.
عملکرد محدود همانطور که قبلاً نیز گفته شد ، فرکانس واقعی VL-bus بیش از 50 مگاهرتز نیست. علاوه بر این ، هنگام استفاده از پردازنده ها با ضرب فرکانس ، اتوبوس از فرکانس اصلی استفاده می کند (برای مثال ، برای 486DX2-66 فرکانس اتوبوس 33 مگاهرتز خواهد بود).
محدودیت های مدار. الزامات بسیار دقیق بر کیفیت سیگنالهای منتقل شده از طریق اتوبوس پردازنده اعمال می شود ، که فقط با پارامترهای بار خاص در هر خط اتوبوس قابل مشاهده است. طبق گفته های اینتل ، نصب تابلوهای VL با دقت طراحی شده می تواند نه تنها به از دست رفتن داده و اختلال در همگام سازی ، بلکه به آسیب سیستم منجر شود.
تعداد تابلوها را محدود کنید. این محدودیت همچنین ناشی از نیاز به رعایت محدودیت بار هر خط است.
محبوبیت لاستیک VLB تا سال 1994 ادامه داشت. ویژگی اصلی تایرها ، که امکان دستیابی به کارایی بالا را داشتند ، دلیل عزیمت VLB از بازار بود. این اتوبوس یک باند مستقیم از پردازنده 486 / حافظه حافظه بود و با همان سرعتی که پردازنده کار می کرد (از این رو نام - اتوبوس محلی - اتوبوس محلی) بود. اتصال مستقیم بدین معنی است که اتصال بیش از حد بسیاری از دستگاه ها امکان دخالت در خود پردازنده را دارد ، به خصوص اگر سیگنال ها از طریق شکاف عبور کنند. VESA در صورت استفاده از بافر مخصوص ، بیش از دو شیار در 33 مگاهرتز یا سه شکاف توصیه کرد. در فرکانس های ساعت بالاتر ، بیش از دو دستگاه نباید به یکدیگر متصل شوند و در فرکانس 50 مگاهرتز ، هر دو دستگاه VLB باید در مادربرد یکپارچه شوند.
از آنجا که اتوبوس VLB همزمان با پردازنده کار می کند ، افزایش فرکانس پردازنده منجر به بروز مشکلات در قسمتهای جانبی VLB می شود. هرچه سرعت دستگاههای جانبی سریعتر کار می کردند ، به دلیل مشکلات ناشی از تولید اجزای پر سرعت ، گران تر می شدند. فقط چند دستگاه VLB از سرعتهای بالاتر از 40 مگاهرتز پشتیبانی می کنند.
رابط سیستم درون دستگاه- یک سیستم ارتباطی و رابط های بین گره های رایانه ای و بلوک ها مجموعه ای از خطوط ارتباطی الکتریکی (سیم) ، مدارهای رابط با قطعات رایانه ، پروتکل ها (الگوریتم ها) برای انتقال و تبدیل سیگنال ها است.
برای سازماندهی رابط دستگاه داخلی دو گزینه وجود دارد:
– چند رابط جایی که هر واحد کامپیوتر با سیمهای محلی خود به واحدهای دیگر وصل می شود. یک رابط متصل چند برابر ، به عنوان یک قاعده ، فقط در ساده ترین رایانه های خانگی استفاده می شود.
– رابط تک متصل که در آن تمام بلوک های کامپیوتر از طریق یک اتوبوس مشترک یا سیستم به یکدیگر متصل می شوند.
اکثریت قریب به اتفاق رایانه های شخصی مدرن از رابط سیستم استفاده می کنند اتوبوس سیستمویژگی های عملکردی اتوبوس سیستم عبارتند از: تعداد دستگاه هایی که در آن سرو می شوند و توان آن ، یعنی. بالاترین سرعت انتقال اطلاعات. پهنای باند اتوبوس به ظرفیت بیت آن بستگی دارد (اتوبوس های 8- ، 16- ، 32- و 64 بیتی وجود دارد) و فرکانس ساعتی که در آن اتوبوس حرکت می کند.
از اتوبوس های زیر استفاده شده است و می تواند به عنوان یک اتوبوس سیستم در رایانه های مختلف مورد استفاده قرار گیرد:
– اتوبوس فرمت اتوبوس های عمومی ، به شما امکان می دهد تعداد زیادی از دستگاه های مختلف را متصل کنید.
– لاستیک های محلیمتخصص در سرویس دادن تعداد کمی از دستگاه های یک کلاس خاص.
مشخصات فنی مقایسه ای برخی لاستیک ها در جدول 5.1 آورده شده است.
جدول 5.1 - مشخصات اصلی لاستیک
پسوند تایر
1. اتوبوس Multibus1دارای دو اصلاح است: اتوبوس PC / XT (Persona) Computer eXtended Computer - PC با فناوری پیشرفته) و PC / AT bus (PC Advanced Technology - PC با فناوری پیشرفته).
2. اتوبوس PC / XT - باس داده 8 بیتی و اتوبوس آدرس 20 بیتی ، که برای فرکانس ساعت 4.77 مگاهرتز طراحی شده است ، دارای 4 خط برای قطع سخت افزار و 4 کانال برای دسترسی مستقیم به حافظه است (کانال های DMA - دسترسی مستقیم به حافظه). اتوبوس آدرس فضای فضای ریز پردازنده را به 1 مگابایت محدود کرد. با MP 8086.8088 استفاده می شود.
3. اتوبوس PC / AT اتوبوس داده -16 بیتی و اتوبوس آدرس 24 بیتی ، سرعت کار تا 8 مگاهرتز می رسد ، اما از MP با فرکانس ساعت 16 مگاهرتز نیز می توان استفاده کرد ، زیرا کنترلر اتوبوس می تواند فرکانس را به نصف تقسیم کند. دارای 7 خط برای قطع سخت افزار و 4 کانال DMA است.
4. اتوبوس ISA (معماری استاندارد صنعت) - اتوبوس داده 16 بیتی و اتوبوس آدرس 24 بیتی ، فرکانس ساعت کار 8 مگاهرتز ، اما می توان از MP با فرکانس ساعت 50 مگاهرتز نیز استفاده کرد (نسبت تقسیم افزایش یافته است). در مقایسه با اتوبوس های PC / XT و PC / AT ، تعداد خطوط قطع سخت افزار از 7 به 15 و کانال دسترسی مستقیم DMA از 7 به 11 افزایش یافته است که به لطف اتوبوس آدرس 24 بیتی ، فضای آدرس از 1 به 16 مگابایت افزایش یافته است. پهنای باند داده های تئوری باس 16 مگابایت در ثانیه است ، در واقع در حدود 4-5 مگابایت در ثانیه ، به دلیل تعدادی از ویژگی های استفاده از آن.
5. اتوبوس EISA (گسترش ISA) - اتوبوس داده 32 بیتی و اتوبوس آدرس 32 بیتی ، ایجاد شده در سال 1989. فضای آدرس اتوبوس 4 گیگابایت ، توان 33 مگابایت در ثانیه است و نرخ ارز در کانال MP - CACH - OP با پارامترهای تراشه های حافظه تعیین می شود ، تعداد شکافهای توسعه افزایش یافته است (از لحاظ تئوریک تا 15 دستگاه می توانند به یکدیگر متصل شوند ، عملاً تا 10 دستگاه). سیستم قطع شدن بهبود یافته است ، اتوبوس EISA پیکربندی سیستم اتوماتیک و کنترل DMA را فراهم می کند ، کاملاً با اتوبوس ISA سازگار است (یک اتصال دهنده ISA وجود دارد) ، اتوبوس از یک معماری چند پردازنده پشتیبانی می کند سیستم های محاسباتی. اتوبوس EISA در رایانه های شخصی با سرعت بالا استفاده می شود ، سرورهای شبکه و ایستگاه های کاری
6. اتوبوس ISA (معماری میکرو کانال) اتوبوس -32 بیتی ، ساخته شده توسط IBM در سال 1987 برای دستگاه های PS / 2 ، پهنای باند 76 مگابایت در ثانیه ، فرکانس کاری 10-20 مگاهرتز. طبق مشخصات دیگر ، نزدیک به اتوبوس EISA است ، اما با ISA یا EISA سازگار نیست. از آنجا که رایانه های PS / 2 به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی گیرند ، در درجه اول به دلیل عدم وجود برنامه های کاربردی فراوانی ، اتوبوس ISA نیز بسیار مورد استفاده قرار نمی گیرد.
اتوبوس های محلی VLB و PCI
دو استاندارد اصلی برای اتوبوس های محلی جهانی VLB و PCI است.
1. VLB (اتوبوس محلی VESA - اتوبوس محلی VESA) - به نام اتوبوس VESA. اتوبوس VLB ، در اصل ، افزونه ای از باس MP داخلی برای ارتباط با آداپتور ویدئویی است و کمتر با هارد دیسک ، تابلوهای چندرسانه ای ، آداپتور شبکه. عرض اتوبوس 32 بیت است (نسخه 64 بیتی امکان پذیر است). نرخ انتقال داده واقعی از طریق VLB 80 مگابایت در ثانیه است (از لحاظ تئوری قابل دستیابی به -132 مگابایت در ثانیه).
مضرات تایر:
- طراحی شده برای کار با MP 80386، 80486، سازگار با پردازنده های Pentium، Pentium Pro، Power PC؛
- وابستگی شدید به فرکانس ساعت MP (هر اتوبوس VLB فقط برای یک فرکانس خاص طراحی شده است)؛
- تعداد کمی دستگاه متصل - به اتوبوس VLB (فقط چهار دستگاه).
- هیچ گونه داوری در اتوبوس وجود ندارد - ممکن است بین دستگاه های متصل اختلاف وجود داشته باشد.
2. اتوبوس PCI. (اتصالات کامپوننت محیطی - اتصال دستگاههای خارجی). باس PCI از VLB جهانی تر است ، آداپتور مخصوص به خود را دارد که به شما امکان پیکربندی آن را می دهد تا با هر MP کار کند ، به شما این امکان را می دهد تا 10 دستگاه از تنظیمات مختلف را با امکان پیکربندی خودکار متصل کنید ، دارای "داوری" خاص خود ، کنترل انتقال داده ها است.
پهنای PCI 32 بیت با امکان گسترش تا 64 بیت است ، با فرکانس اتوبوس 33 مگاهرتز پهنای باند نظری 132 مگابایت در ثانیه و در نسخه 64 بیتی آن 263 مگابایت در ثانیه (نیمه واقعی) است.
گزینه های پیکربندی سیستم های دارای اتوبوس VLB و PCI به ترتیب در شکل 5.1 و شکل 5.2 نشان داده شده است. استفاده از اتوبوس های VLB و PCI در رایانه فقط با مادربرد مناسب VLB یا PCI امکان پذیر است.
شکل 5.1 - پیکربندی سیستم با VLB
شکل 5.2 - پیکربندی سیستم با یک اتوبوس PCI
برای اتصال اتوبوس PCI به اتوبوس های دیگر ، از سخت افزار ویژه استفاده می شود - پل های اتوبوس PCI (پل PCI). از پل میزبان برای اتصال PCI به باس سیستم (پردازنده یا اتوبوس پردازنده) استفاده می شود. Bridge Peer-to-Peer Bridge برای اتصال دو اتوبوس PCI استفاده می شود. دو یا چند اتوبوس PCI در سیستم عامل های سرور استفاده می شود - اتوبوس های اضافی PCI باعث افزایش تعداد دستگاه های متصل می شوند. بنابراین ، مجموعه ای از پل های واقع در اطراف اتوبوس PCI مسیریابی تماسها را در تمام اتوبوسهای متصل انجام می دهد. در حالت کلی ، اعتقاد بر این است که وسیله ای با آدرس مشخص فقط در یکی از اتوبوس های یک رایانه مشخص می تواند حضور داشته باشد و بر روی آن ، پل های برنامه ریزی شده "می دانند".
ویژگی های اصلی تایر.
1. تبادل داده همزمان 32 بیتی یا 64 بیتی. در همان زمان از multiplexing برای کاهش تعداد مخاطبین استفاده می شود ، یعنی آدرس و داده ها در همان خطوط منتقل می شوند.
2. پشتیبانی از منطق 5V و 3.3V. اتصالات برای تابلوهای 5 و 3.3V در ترتیب کلیدها تفاوت دارند (تابلوهای جهانی وجود دارند که هر دو ولتاژ را پشتیبانی می کنند ، اما فرکانس 66 مگاهرتز فقط با منطق 3.3 ولت پشتیبانی می شود).
3. فرکانس اتوبوس 33MHz یا 66MHz (در نسخه 2.1) به شما امکان می دهد طیف گسترده ای از پهنای باند (با استفاده از حالت دسته ای) را ارائه دهید:
- 132 MV / s در 32 بیت / 33 مگاهرتز؛
- 264 مگابایت بر ثانیه در 32 بیت / 66 مگاهرتز؛
- 264 مگابایت در ثانیه با 64 بیت / 33 مگاهرتز؛
- 528 MV / s در 64 بیت / 66 مگاهرتز.
4- برای کار با اتوبوس با فرکانس 66 مگاهرتز ، لازم است که کلیه دستگاههای جانبی در این فرکانس کار کنند.
5- پشتیبانی کامل از Master Multip Bus (مثلاً چندین کنترل کننده دیسک سخت می توانند همزمان در اتوبوس کار کنند).
6. از حافظه نهان نوشتن و نوشتن پشتیبانی کنید.
7. پیکربندی خودکار کارتهای توسعه در حالت خاموش.
8- مشخصات اتوبوس به شما امکان می دهد تا حداکثر هشت عملکرد را در یک کارت (به عنوان مثال ، فیلم + صدا و غیره) ترکیب کنید.
9. اتوبوس به شما امکان می دهد تا حداکثر 5 شیار انبساط را نصب کنید ، اما می توانید از پل PCI-PCI برای افزایش تعداد کارت های توسعه استفاده کنید.
10- دستگاه های PCI به یک تایمر مجهز هستند که برای تعیین حداکثر مدت زمانی که دستگاه می تواند اتوبوس را اشغال کند استفاده می شود.
11. اتوبوس از یک روش انتقال داده به نام "پشت سر هم خطی" (روش ترکیدن خطی) پشتیبانی می کند. این روش فرض می کند که یک بسته اطلاعات در فضای حافظه متناقض خوانده می شود (یا نوشته می شود) ، یعنی آدرس به طور خودکار برای بایت بعدی افزایش می یابد. طبعاً ، این امر با کاهش تعداد آدرس های انتقال یافته ، میزان انتقال داده های واقعی را افزایش می دهد.
مشخصات PCI اتوبوس سه نوع منبع را تعریف می کند - دو نوع معمولی (محدوده حافظه و محدوده I / O) و فضای پیکربندی - "فضای پیکربندی". پیکربندی خودکار دستگاه (انتخاب آدرس ، درخواست های قطع) توسط BIOS پشتیبانی می شود و بر فناوری معماری کامپیوتر Microsoft / Intel Plug and Play (PnP) متمرکز است.
استاندارد PCI برای هر شکاف فضای پیکربندی حداکثر 256 رجیستر هشت بیتی را تعریف می کند که به یک فضای حافظه یا یک فضای I / O اختصاص نمی یابد. دسترسی به آنها از طریق چرخه های خاصی از پیکربندی نوشتن و پیکربندی نوشتن ، انجام می شود که توسط کنترل کننده در هنگام دسترسی به پردازنده به رجیسترهای کنترلر اتوبوس PCI که در فضای I / O آن است ، تولید می شود. برای اطلاعات بیشتر در مورد اتوبوس PCI ، به پیوست E مراجعه کنید.
رابط PCI Express (3GIO)
3GIO مخفف "اتوبوس I / O نسل سوم" (اتصال سوم ورودی / خروجی نسل سوم).
مقیاس پذیری عملکرد با افزایش فرکانس و اضافه کردن خطوط به اتوبوس حاصل می شود. PCI Express به منظور ارائه توان بالا در هر تماس با سربار کم و تأخیر کم طراحی شده است. چندین کانال مجازی از نظر فیزیکی پشتیبانی می شوند.
سیستم آدرس دهی کاملاً مطابق با مشخصات PCI است که به شما امکان می دهد دستگاه های PCI را به اتوبوس جدید متصل کنید. مکانیسم تنظیمات خودکار دستگاه (افزونه و بازی) بدون تغییر باقی مانده است. داده ها در بسته های 8 یا 10 بیتی ارسال می شوند (در حالت دوم ، دو بیت برای پشتیبانی از مکانیسم برابری و تصحیح خطا طراحی شده است).
مشخصات رابط PCI Express چندین سطح قابلیت همکاری و پروتکل ها را ارائه می دهد:
- جسمی؛
- داده (پیوند داده)؛
- معاملات (حمل و نقل)
- برنامه ها و درایورها.
- پیکربندی.
اساس فیزیکی PCI Express خطوط ارتباطی دیفرانسیل ولتاژ کم ، سری و یک جفت برای انتقال و دریافت داده است. مقیاس پذیری اتوبوس با افزایش چند برابری (1 ، 2 ، 4 ، 8 ، 16 ، 32) در تعداد خطوط حاصل می شود. یک کانال ارتباطی ویژه بین شرکت کنندگان در حال تبادل داده ها از طریق اتوبوس PCI Express ایجاد شده است ، که عرض آن و فرکانس ساعت توسط دستگاه ها در هنگام ابتدای کانال مذاکره می شود. در اینجا داده ها با فرمت 8 یا 10 بیتی ارائه می شوند. در صورت لزوم ، از 2 بیت برای نظارت بر تمامیت داده ها استفاده می شود. این مفهوم تبادل داده از نقطه به نقطه را پیاده سازی می کند.
از لحاظ تئوریکی ، پهنای باند باریکترین کانال در هر جهت به 2.5 گیگابایت در ثانیه می رسد.
سیستم آدرس دهی و فرماندهی شامل سه فیلد استاندارد سازگار با رابط PCI (ناحیه حافظه ، آدرس I / O ، اولیه سازی و پیکربندی) و همچنین یک فیلد پیام اضافی (پیام) است.
اتوبوس رابط AGP
اتوبوس رابط اختصاص داده شده به جریان فیلم - AGP (پورت گرافیکی شتاب) (شکل 5.3).
شکل 5.3 - بلوک نمودار یک شتاب دهنده گرافیکی با AGP
مزیت تایر جدید توان بالای آن است. اگر اتوبوس ISA اجازه انتقال حداکثر 5.5 مگابایت در ثانیه ، VLB حداکثر 130 مگابایت در ثانیه (با این حال ، CPU را بیش از حد بارگذاشت) و PCI تا 133 مگابایت در ثانیه ، آنگاه اتوبوس AGP از لحاظ تئوریک دارای پهنای باند حداکثر تا 2132 MB / s (در حالت انتقال کلمه 32 بیتی).
رابط AGP ارتباط مستقیمی بین زیر سیستم گرافیکی و RAM برقرار می کند. بنابراین ، الزامات مربوط به خروجی گرافیک های سه بعدی در زمان واقعی برآورده می شود و علاوه بر این ، از حافظه بافر فریم با کارآمدتر استفاده می شود و بدین ترتیب سرعت پردازش گرافیک های سه بعدی افزایش می یابد. اتوبوس AGP زیر سیستم گرافیکی را با کنترلر حافظه سیستم متصل می کند و دسترسی را با پردازنده مرکزی رایانه به اشتراک می گذارد. از طریق AGP ، می توانید کارتهای گرافیکی را به هم وصل کنید.
ویژگی های اصلی AGP که بر عملکرد تأثیر می گذارد:
اتوبوس قادر به انتقال دو بلوک داده (AGP2x) ، چهار (AGP4x) یا هشت (AGP8x) در هر چرخه است.
تعدد خطوط آدرس و داده ثابت شده است (در PCI ، برای کاهش هزینه مادربردها ، آدرس و داده ها در همان خطوط منتقل می شوند)؛
عملیات خواندن / نوشتن لوله اثر تأخیر در ماژول های حافظه را در سرعت این عملیات از بین می برد.
اتوبوس AGP در دو حالت اصلی - DIME (اجرای مستقیم حافظه) و DMA (دسترسی مستقیم به حافظه) فعالیت می کند. در حالت DMA ، حافظه اصلی حافظه موجود در کارت است. بافت ها می توانند در حافظه سیستم ذخیره شوند ، اما قبل از استفاده در حافظه محلی کارت ویدیو کپی می شوند. مبادله در بسته های داده های متوالی بزرگ انجام می شود.
در حالت Execute ، حافظه محلی و سیستم برای کارت ویدیو از نظر منطقی برابر است. بافت ها در حافظه محلی کپی نمی شوند بلکه مستقیماً از حافظه سیستم انتخاب می شوند. بنابراین ، قطعات مرتب شده به طور تصادفی نسبتاً کوچک باید منتقل شوند. از آنجا که حافظه سیستم توسط سایر دستگاه ها نیز مورد نیاز است ، به صورت پویا و در بلوک های 4 کیلوبایت توزیع می شود. بنابراین ، برای اطمینان از عملکرد قابل قبول ، مکانیزم ویژه ای فراهم شده است که آدرس های سریال را به آدرس های بلوک واقعی در حافظه سیستم نقشه می کند.
اتوبوس AGP از کلیه عملیات اتوبوس استاندارد PCI پشتیبانی می کند ، بنابراین جریان داده از طریق آن می تواند به عنوان ترکیبی از عملیات خواندن / نوشتن متناوب AGP و PCI نشان داده شود. عملیات اتوبوس AGP تقسیم شده است. این بدان معناست که درخواست عملیات جدا از انتقال داده واقعی است.
مشخصات جدید - AGP Pro. تفاوت اصلی بین این رابط در توانایی مدیریت منبع تغذیه است. برای این منظور ، خطوط جدیدی به کانکتور AGP Pro اضافه شده است.
رابط AGP Pro برای ایستگاه های گرافیکی طراحی شده است. با افزایش فرکانس ساعت اتوبوس به 66 مگاهرتز و استفاده از سطح سیگنال جدید 0.8 ولت (در AGP 2.0 از سطح 1.5 ولت استفاده شده است) افزایش دو برابر در توان. بنابراین ، ضمن حفظ پارامترهای اساسی رابط ، پهنای باند اتوبوس به 2132 مگابایت در ثانیه افزایش می یابد.
پهنای باند پورت AGP افزایش یافته توسط سه عامل زیر ارائه می شود:
- عملیات دسترسی به حافظه خط لوله ای.
- انتقال داده های دوگانه.
- آدرس های demultiplexing و اتوبوس های داده.
رابط SCSI
رابط سیستم کوچک رایانه ای (SCSI) در سال 1986 توسط ANSI استاندارد سازی شد. رابط کاربری برای اتصال دستگاههای کلاسهای مختلف - حافظه دسترسی مستقیم و پی در پی ، CD-ROM ، دیسک های نوری نوشتن یک بار و نوشتن یکبار ، دستگاه های رسانه ای تغییر خودکار ، چاپگرها ، اسکنرها ، دستگاههای ارتباطی و پردازنده ها طراحی شده است. دستگاه SCSI - دستگاه SCSI به عنوان آداپتور میزبان نامیده می شود که باس SCSI را به هر اتوبوس داخلی رایانه متصل می كند ، و كنترلر دستگاه مورد نظر - كنترلگر هدف ، كه با آن به اتوبوس SCSI متصل می شود. چندین دستگاه جانبی می تواند به یک کنترلر وصل شود ، با توجه به اینکه کنترل کننده می تواند داخلی یا خارجی باشد.
مطابق اجرای فیزیکی ، رابط یک اتوبوس موازی 8 بیتی با فرکانس ساعت 5 مگاهرتز است. اتوبوس امکان اتصال حداکثر 8 دستگاه را فراهم می کند ، سرعت انتقال داده در نسخه اصلی به 5 مگابایت در ثانیه رسیده است.
مشخصات آن SCSI-2 است و قابلیت های اتوبوس را در هر دو شاخص کمی و کیفی گسترش می دهد. سرعت ساعت اتوبوس سریع SCSI-2 به 10 مگاهرتز و Ultra SCSI-2 - 20 مگاهرتز می رسد. ظرفیت داده را می توان به 16 بیت افزایش داد - این نسخه Wide SCSI-2 (گسترده) نامیده می شود ، و نسخه 8 بیتی Narrow (باریک) نامیده می شود. باس 16 بیتی به شما امکان می دهد تعداد دستگاه ها را به 16 افزایش دهید. استاندارد SCSI-2 نسخه ای از رابط 32 بیتی را تعریف می کند. ترکیبی از فرکانس ساعت و عمق بیت محدوده پهنای باند وسیعی تا 40 مگابایت در ثانیه را برای نسخه واقعی Ultra Wide SCSI-2 فراهم می کند.
مشخصات SCSI-2 یک سیستم دستورالعمل را تعریف می کند که شامل مجموعه ای از دستورات اساسی برای کلیه دستگاه های جانبی و دستورات خاص برای لوازم جانبی کلاس های مختلف است.
مشخصات - SCSI-3 - توسعه بیشتر استاندارد با هدف افزایش تعداد دستگاه های متصل. SCSI-3 در قالب طیف گسترده ای از اسناد وجود دارد که جنبه های خاصی از رابط را تعریف می کند.
دستگاههای مدرن SCSI مطابق با استاندارد SCSI-2 یا SCSI-3 در دسترس هستند. استاندارد SCSI-3 گزینه های مختلفی را برای پروتکل و لایه فیزیکی رابط ، از جمله اتوبوس های موازی و سریال ارائه می دهد.
برای اتوبوس های موازی ، میزان انتقال داده توسط فرکانس انتقال تعیین می شود و در میلیون ها انتقال در ثانیه - MT / sec (Mega Transfer / sec) و عمق بیت اندازه گیری می شود.
نرخ داده ها برای گزینه های مختلف اتوبوس موازی در جدول 5.2 آورده شده است.
جدول 5.2 - میزان انتقال داده های SCSI موازی
رابط سریال FCAL (حلقه داوری فیبر کانال) در صورت اجرای به رابط ها نزدیک تر است شبکه های محلی. این رابط ، همچنین با نام فیبر کانال SCSI شناخته می شود ، می تواند هم از لحاظ الکتریکی (کابل کواکسیال) و هم فیبر نوری داشته باشد. در هر دو مورد ، فرکانس 800 مگاهرتز سرعت انتقال داده 100 مگابایت در ثانیه را فراهم می کند. کابل مسی اجازه می دهد تا طول اتوبوس تا 30 متر ، کابل نوری - تا 10 کیلومتر برسد. از یک پروتکل و سطح فیزیکی مختلف رابط استفاده می کند و امکان اتصال تا 126 دستگاه به اتوبوس (به جای 8 یا 16 ، برای رابط موازی) وجود دارد. دستگاه های پورت دوگانه می توانند حداکثر سرعت بیت حداکثر 200 مگابایت در ثانیه را بدست آورند.
رابط بدنی.
از نظر جسمی ، رابط 8 بیتی SCSI یک اتوبوس متشکل از 25 مدار سیگنال است. برای اطمینان از ایمنی صوتی ، هر مدار سیگنال دارای سیم برگشتی جداگانه خود است. هر دستگاه SCSI متصل به اتوبوس باید آدرس اختصاصی خود را هنگام تنظیمات داشته باشد. برای یک اتوبوس 8 بیتی ، دامنه آدرس 0-7 ، برای یک اتوبوس 16 بیتی ، 0-15 است. آدرس توسط سوئیچ های پیش تنظیم شده یا پرش تنظیم می شود ؛ برای آداپتور میزبان ، پیکربندی نرم افزار نیز امکان پذیر است. اطلاعات تکمیلی در پیوست G ارائه شده است.
رابط HyperTransport
اتوبوس I / O با سرعت بالا HyperTransport (HT) برای استفاده در سیستم های رایانه ای ، در درجه اول به عنوان یک اتوبوس داخلی داخلی در نظر گرفته شده است. در مقایسه با اتوبوس PCI ، رابط HyperTransport اجازه می دهد تعداد سیم های مادربرد را کاهش داده ، تاخیرهای مربوط به انحصار اتوبوس را با دستگاه های کم کار ، از بین ببرید ، مصرف برق را کاهش داده و توان مصرفی را افزایش دهید.
اتوبوس HyperTransport در سطوح مختلفی برگزار می شود:
در سطح بدنی ، یک اتوبوس توسط خطوط داده نمایش داده می شود ،
کنترل ، ساعت و همچنین کنترلرها و سیگنالهای برقی استاندارد؛
در سطح انتقال داده ها ، روش اولیه سازی و پیکربندی دستگاه ها ، ایجاد و خاتمه جلسه ارتباطی ، بررسی چرخه ای کفایت داده ها ، اختصاص بسته ها برای انتقال داده ها مشخص می شود.
در سطح پروتکل ، دستورات مربوط به اختصاص کانالهای ارتباطی مجازی ، قوانینی برای مدیریت جریان داده ها تعریف شده است.
در سطح معامله ، دستورات پروتکل در سیگنال های کنترلی مانند خواندن یا نوشتن ارسال می شوند.
در سطح جلسه ، قوانین مدیریت انرژی و سایر تیم های عمومی تعریف شده است.
دستگاه های فیزیکی درون رابط HyperTransport به چندین نوع مختلف تقسیم می شوند:
غار ("غار") - دستگاه ترمینال در کانال ارتباطی دو طرفه.
تونل ("تونل") - دستگاهی در کانال ارتباطی دو طرفه که "در گذر" نصب شده است (اما نه پل).
Bridge - دستگاهی در کانالهای ارتباطی دو طرفه که یکی از اصلی ترین آنها در نظر گرفته می شود و دستگاه را به کنترلر اتوبوس (هاست) وصل می کند ، در حالی که سایرین به دستگاه های دیگر متصل هستند.
توپولوژی مجموعه ای از دستگاه های موجود در اتوبوس HyperTransport را می توان به شکل زنجیر یا درخت ساخت. AMD تولید کنندگان مدارهای ثالث را با پشتیبانی از اتوبوس Hyper Transport به تولیدکنندگان شخص ثالث ارائه می دهد: تونل HT-AGP (AMD-8151) ، توپی I / O (AMD-8111) و تونل HT-PCI-X (AMD-8131). این تضمین می کند سازگاری با دیگر ، از جمله رابط های منسوخ ، و انتقال صاف به اتوبوس جدید. در مورد مدار مدار اتوبوس HyperTransport ، باید به قابلیت کارایی آن بسته به وظایفی که حل می شود ، توجه داشت. در حداقل تنظیمات (عرض کانال 2 بیت ، دو خط فیزیکی برای هر بیت مورد نیاز است) 24 تماس (8 مورد برای داده + 4 برای سیگنال های ساعت + 4 برای خطوط کنترل + 2 خطوط سیگنال + 4 زمین + 1 منبع تغذیه + 1 تنظیم مجدد) ، در حداکثر تنظیمات (عرض کانال 32 بیتی) ما در مورد 197 پین صحبت می کنیم. برای مقایسه ، توجه می کنیم که مشخصات PCI 2.1 84 پین و PCI-X - 150 پین را در اختیار شما قرار می دهد.
از نظر جسمی ، فناوری HyperTransport مبتنی بر نسخه بهبود یافته سیگنالهای دیفرانسیل ولتاژ کم است ( سیگنالینگ دیفرانسیل با ولتاژ کم ، LVDS) برای کلیه خطوط (داده ، کنترل ، ساعت) از اتوبوس هایی با مقاومت دیفرانسیل 100 اهم استفاده می شود. سطح سیگنال 1.2 ولت است (برخلاف 2.5 ولت مشخص شده توسط مشخصات IEEE LVDS). به لطف این ، طول اتوبوس می تواند با پهنای باند در همان خط تا 800 مگابیت بر ثانیه به 24 اینچ (حدود 61 سانتی متر) برسد. لازم به ذکر است که مشخصات HyperTransport جداسازی جریانهای داده "بالادست" و "پایین دست" (asynchrony) را فراهم می کند. این رویکرد امکان افزایش چشمگیر سرعت ساعت را در مقایسه با معماری های موجود فراهم می کند ، زیرا هر سیگنال LVDS در خط فیزیکی خود عمل می کند. علاوه بر این ، بسته ای که آدرس ها ، دستورات و داده ها را با هم ترکیب می کند ، همیشه مضرب 32 بیت است. بنابراین ، انتقال بدون خطا از طریق کانالهای مقیاس پذیر با عرض 2 تا 32 بیت را تضمین می کند. این امر باعث می شود تا از فن آوری یکپارچه HyperTransport برای اتصال مصرف کنندگان منابع اتوبوس با ظرفیتهای مختلف استفاده شود: پردازنده ، RAM ، کنترل کننده ویدیو ، دستگاه های ورودی و خروجی با سرعت کم ، در هر مورد از حداقل تعداد مورد نیاز خط استفاده می شود. پهنای باند اتصال Hyper Transport به 12.8 GB / s می رسد (6.4 GB / s در هر یک از کانالهای 32 بیتی پایین دست و بالادست با فرکانس 800 مگاهرتز و انتقال داده در لبه و پوسیدگی سیگنال). برای مقایسه ، توجه می کنیم که پهنای باند پهنای باند سیستم (200 مگاهرتز) پردازنده AMD Athlon 2.128 GB / s است. ویژگی مهم فناوری HyperTransport ، سازگاری سطح پروتکل با دستگاه های PCI است.
رابط USB
اتوبوس USB (اتوبوس سریال جهانی) است گسترش معماری استاندارد صنعت رایانه های شخصی (رایانه های شخصی) بر ادغام با تلفن و وسایل الکترونیکی مصرفی متمرکز شده اند.
معماری USB با معیارها تعیین می شود:
- به راحتی پیاده سازی حاشیه PC را اجرا کنید.
- یک راه حل ارزان که از سرعت انتقال حداکثر 12 مگابیت بر ثانیه (نسخه 1.0) و حداکثر 480 مگابیت بر ثانیه (نسخه 2.0) پشتیبانی می کند.
- پشتیبانی کامل از انتقال در زمان واقعی داده های صوتی و تصویری.
- انعطاف پذیری پروتکل انتقال مختلط ، داده های همسان و پیام های ناهمزمان.
- ادغام با دستگاههای تولیدی.
- در دسترس بودن در رایانه شخصی از تمام تنظیمات و اندازه ها.
- ایجاد کلاس های جدید دستگاه هایی که کامپیوتر را گسترش می دهند.
- سادگی سیستم کابل و اتصالات.
- مخفی کردن جزئیات اتصال از کاربر نهایی.
- کنترل کننده های خود شناسایی ، ارتباط خودکار دستگاه ها با درایورها و تنظیمات.
- امکان اتصال دینامیکی PU و پیکربندی.
از اواسط سال 1996 ، رایانه های شخصی با یک کنترلر USB یکپارچه ، که توسط چیپست اجرا می شود ، تولید شده اند.
جدول 5.3 - نمودار پینوت
جدول 5.4 - نام ها و هدف عملکردی نتیجه گیری
شکل 5.4 - توپولوژی اتوبوس USB
در بالای این هرم ، در گره ریشه قرار دارد دستگاه میزبان، و همه گره های دیگر هستند دستگاههای کاربردی (توابع) یا کانکتورها (هاب ها).
سیستم USB از سه بخش اصلی تشکیل شده است:
- دستگاه میزبان USB؛
- شکاف USB (توپی)؛
- دستگاه USB (عملکرد).
دستگاه میزبان USB (دستگاه میزبان رابط است) - این وسیله اصلی در هر سیستم USB است که کلیه انتقال داده ها و دستورات را از طریق باس رابط سازماندهی می کند.
رابط USB در یک سیستم دسترسی چند کامپیوتر ، توسط کنترل کننده هاست ، که ترکیبی از سخت افزار و نرم افزار است ، پیاده سازی می شود.
کنترل کننده میزبان در گره ریشه اصلی سیستم (در مادربرد) رایانه واقع شده و ، به عنوان یک قاعده ، دو نقطه دلبستگی را فراهم می کند.
وظایف اصلی کنترلر میزبان:
- تعریف اتصال و از بین بردن دستگاههای USB؛
- کنترل جریان دستورات بین گره ریشه و دستگاه USB؛
انواع و مشخصات لاستیک های استاندارد که در حال استفاده هستند در جدول 10.1 آورده شده است.
مشخصات لاستیک های استاندارد.
| نوع / هدف | ظرفیت | فرکانس ساعت (مگاهرتز) | پهنای باند (مگابیت در ثانیه) |
| ISA / عمومی | |||
| EISA / عمومی | |||
| VLB (VESA) | |||
| VLB2 / محلی | |||
| PCI / I / O | 33, 66 | 120, 133 | |
| SBUS / I / O | 32, 64 | 20, 25 | 80, 100 |
| حافظه MBUS / پردازنده | 125 (400) | ||
| XDBUS / حافظه پردازنده | 310 (400) | ||
| AGP / گرافیک محلی | |||
| PCI-X |
اتوبوس سیستم ISA (صنعت استاندارد معماری) اولین بار در IBM PC / AT بر اساس پردازنده 12826 استفاده شد.این اتوبوس به شما امکان می دهد 16 بیت داده را بطور موازی انتقال دهید و به 16 مگابایت حافظه سیستم دسترسی پیدا کنید. در رایانه های مدرن از آن به عنوان یک اتوبوس ورودی / خروجی برای سازماندهی ارتباط با دستگاه های جانبی که به آرامی کار می کنند استفاده می شود. با ظهور پردازنده های i386، i486 ، اتوبوس سیستم ISA به تنگنای رایانه های شخصی مبتنی بر آنها تبدیل شده است.
اتوبوس سیستم EISA (معماری استاندارد صنعت پیشرفته) ، توسعه یافته در سال 1988 ، فضای نشانی 4 گیگابایتی را فراهم می کند ، انتقال داده 32 بیتی ، با زمان تقریبی 8 مگاهرتز ، حداکثر سرعت داده های نظری 33 مگابایت در ثانیه است و با اتوبوس ISA سازگار است.
اتوبوس ISA همچنین انتقال داده های 32 بیتی ، با زمان 10 مگاهرتز را فراهم می کند ، اما با اتوبوس ISA سازگار نیست و فقط در رایانه های IBM استفاده می شود.
VESA-Local-Bus (VLB) برای افزایش عملکرد آداپتورهای ویدئویی و کنترل کننده های درایو دیسک در نظر گرفته شده بود. او مستقیماً به پردازنده i486 و تنها به آن متصل شد. پس از معرفی پردازنده پنتیوم ، VESA شروع به کار بر روی استاندارد جدید VLB ، نسخه 2 کرد که امکان استفاده از یک باس داده 64 بیتی و افزایش تعداد اسلات های توسعه را فراهم می کند. نرخ انتقال داده مورد انتظار حداکثر 400 مگابایت در ثانیه است.
اتوبوس PCI (اتصال کامپوننت محیطی) در نسخه اول به عنوان یک اتوبوس محلی استفاده می شد و برای اهداف مشابه با اتوبوس قبلی (VLB) در نظر گرفته شده بود. در تجسم دوم فعلی ، اتوبوس PCI به اتوبوس های I / O مربوط می شود. در این حالت ، اتصال اتوبوس CPU و اتوبوس PCI از طریق به اصطلاح بلوز PC1 ، PCI Bridge یا کنترلر انجام می شود ، که باس پردازنده را با باس PCI هماهنگ می کنند. این بدان معنی است که PCI می تواند با پردازنده های سیستم عامل های مختلف و نسل های مختلف همکاری کند.
اتوبوس VME به عنوان یک اتوبوس ورودی / خروجی در ایستگاه های کاری و سرورهای مبتنی بر پردازنده های RISC محبوبیت زیادی کسب کرده است. این اتوبوس بسیار استاندارد است و دارای چندین نسخه از این استاندارد است: VME32، VME64.
در ایستگاه های کاری تک پردازنده و چند پردازنده و سرورهای مبتنی بر ریزپردازنده های معماری SPARC ، چندین نوع اتوبوس بطور همزمان استفاده می شود: Sbus ، mbusو XDBusعلاوه بر این ، Sbus به عنوان یک اتوبوس ورودی / خروجی استفاده می شود ، و Mbus و XDBus به عنوان اتوبوس برای ترکیب تعداد زیادی پردازنده و حافظه استفاده می شوند.
AGP اتوبوس محلی (Accelerated Graphics Port) در ابتدا منحصراً برای گرافیک در نظر گرفته شده بود و قادر به بهبود عملکرد برنامه های ویدیویی بود. برای استفاده از فناوری AGP ، به یک مجموعه نیاز دارید تراشه های اینتل 440LX ، که به شما امکان می دهد اتوبوس PCI نسبتاً "باریک" (133 Mb / s) را از یک آداپتور ویدئویی با گرسنگی بارگیری کنید و دومی را به یک اتوبوس مخصوص AGP که بطور گسترده تر طراحی شده است متصل کنید. سهم PCI در دستگاه های کندتر باقی مانده است که عملکرد آنها به دلیل قطع اتصال دستگاه های سریعتر از اتوبوس به طور قابل توجهی بهبود یافته است ، اکنون و سپس ایجاد ترافیک در جریان داده سریع. کیت 440LX نه تنها از پشتیبانی AGP برخوردار است بلکه امکان استفاده از SDRAM پر سرعت در ماشین های مبتنی بر پنتیوم II را نیز فراهم می کند ، عملکرد بالااز RAM نوع EDO DRAM که در دستگاه های پنتیوم II با چیپست قدیمی استفاده می شود.
PCI-X - بسط اتوبوس PCI که با فرکانس ساعت 133 مگاهرتز کار می کند. باس PCI-X با PCI با عقب سازگار است ، به یک چیپست جدید Intel 450 NX نیاز دارد ، علاوه بر این ، به لطف تبادل جدید ثبت نام برای ثبت نام ، پهنای باند 1.06 گیگابایت بر ثانیه (8 گیگابایت بر ثانیه) حاصل می شود ، که تقریباً شش برابر افزایش می یابد کارایی. اول از همه ، PCI-X برای اتصال آداپتورهای با کارایی بالا مانند گیگابیت اترنت ، فوق العاده 3SCSI و فیبر کانال (FC-AL) طراحی شده است.
کارت VLB SVGA
اختصاص پین برای اتصال VLB
اتوبوس محلی VESA (VL-Bus یا VLB) نوعی اتوبوس محلی است که توسط VESA برای رایانه های شخصی ساخته شده است. VLB در اصل یک برنامه افزودنی از باس داخلی میکروپروسسور اینتل 80486 برای برقراری ارتباط با آداپتور تصویری و کمتر با یک کنترلر HDD است. نرخ انتقال داده واقعی از طریق VLB 80 مگابایت در ثانیه است (از لحاظ تئوری قابل دستیابی - 132 مگابایت در ثانیه).
تاریخ
شکاف اتوبوس چگونه به نظر می رسد؟
شکاف VLB گسترش اتوبوس ISA بود. بنابراین ، کارتهای اتوبوس ISA را می توان درون شکاف VLB وارد کرد و کار کرد. این باعث شده تا اتصال بسیار طولانی باشد و به همین دلیل ، مخفف اختصاری VLB به شوخی مخفف Very Long Bus است. قسمت دیگری از کانکتور VLB با رنگ قهوه ای روشن رنگ آمیزی شده است ، برای آن از همان کانکتور 116 پین استفاده شده است که برای MicroChannel استفاده شده است. اتصال فیزیکی (شکاف ، فاکتور فرم) باس PCI عملا با قسمت اضافی اتصال VLB مطابقت دارد ، اما در لبه عقب مادربرد قرار دارد و تکالیف پین دیگری نیز دارد.
جزییات فنی
VLB بسط ISA فقط برای پردازنده های 80486 اینتل بود و از ویژگی های فنی آن استفاده می کرد. در حقیقت ، خطوط فیزیکی باس سیستم (پردازنده-حافظه) به مخاطبین شکاف اضافی رفتند. بنابراین ، پردازنده می تواند به طور مستقیم به بافر و حافظه کنترل کننده های در حال اجرا در VLB دسترسی داشته باشد. برای پردازنده ، مانند ماژول های اضافی به نظر می رسید حافظه معمولی (فضای آدرس مشترک) بنابراین ، پردازنده با همان سرعتی که با حافظه کار می کند با دستگاه کار می کرد (در حالی که ISA از فرکانس ساعت 8 مگاهرتز و اتوبوس 16 بیتی استفاده می کرد) ، که از سرعت بالایی برخوردار بود.
در مورد پردازنده های پنتیوم و NexGen ، عملکرد اتوبوس VLB با استفاده از پل های اضافی در چیپست اجرا شد که منجر به افت فاجعه بار در عملکرد شد.
در اتوبوس های کنترل کننده ویدیو (AGP ، PCI-Express) ، این روش هنوز هم مورد استفاده قرار می گیرد ("پل شمالی" یک ریزگرد است که پردازنده ، حافظه و اتوبوس گرافیکی را به هم وصل می کند).
در پردازنده های جدید Intel و AMD ، باس حافظه و گرافیک مستقیماً از طریق کنترلر قابل دسترسی است ، که مستقیماً درون پردازنده ساخته می شود.
اتوبوس VLB عملاً متوقف شد و به همراه پردازنده i486 و اتوبوس پایه ISA ، از پارامترهای الکتریکی و زمانی استفاده شده و گسترش آن استفاده شد.
اتوبوس PCI از لحاظ ساختاری با هیچ یک از پیشینیان سازگار نبود ، بلکه به عنوان توسعه بیشتر اتوبوس های MicroChannel و SBus ساخته شده است) ، و اساساً با تعداد زیادی از VLB در تعداد زیادی از امکانات هم برای پیکربندی خودکار تجهیزات و هم سهولت در استفاده از آن ، به عنوان مثال دسترسی مستقیم به حافظه متفاوت است. (دسترسی مستقیم به حافظه ، DMA) - توانایی اتوبوس در پس زمینه (بدون پردازنده) برای انتقال داده ها بین بافر صفحه خارجی و رم. علاوه بر این ، اتوبوس PCI آنقدر به نوع خاصی از CPU وصل نشده بود و می توانست تعداد بیشتری اسلات را اداره کند. این امر از ازدحام اتوبوس VLB با اتوبوس PCI از پیش تعیین شده بود.
تابلوهای VLB ، با استثنائات نادر ، فقط در شکاف ISA کار نمی کنند.
