Nowoczesne systemy obliczeniowe charakteryzują się:
□ szybki wzrost szybkości mikroprocesorów i niektórych urządzeń zewnętrznych (na przykład, aby wyświetlić cyfrowy pełnoekranowy obraz wideo o wysokiej jakości, wymagana jest przepustowość 22 MB / s);
□ pojawienie się programów wymagających dużej liczby operacji interfejsu (na przykład programy do przetwarzania grafiki w systemie Windows, multimedia).
W tych warunkach przepustowość szyn rozszerzeń obsługujących kilka urządzeń jednocześnie nie była wystarczająca do komfortowej pracy użytkowników, ponieważ komputery już od dawna zaczęły „myśleć”. Twórcy interfejsu wybrali ścieżkę tworzenia lokalnych magistral podłączonych bezpośrednio do szyny MP, pracujących z częstotliwością taktowania MP (ale nie z jej wewnętrzną częstotliwością roboczą) i zapewniających komunikację z niektórymi szybkimi urządzeniami zewnętrznymi w odniesieniu do MP: głównym i pamięć zewnętrzna, systemy wideo itp.
Obecnie istnieją trzy główne standardy uniwersalnej magistrali lokalnej: VLB, PCI i AGP.
Magistrala VLB(Magistrala VL, magistrala lokalna VESA)wprowadzona w 1992 przez Video Electronics Standards Association (VESA) i dlatego często jest nazywana magistralą VESA. Magistrala VLB jest zasadniczo rozszerzeniem wewnętrznej szyny MP do komunikacji z kartą wideo i rzadziej z dyskiem twardym, kartami multimedialnymi i kartą sieciową. Szerokość magistrali dla danych wynosi 32 bity, dla adresu - 30, rzeczywista szybkość transmisji danych przez VLB wynosi 80 MB / s, teoretycznie osiągalna jest 132 MB / s (w wersji 2 - 400 MB / s).
Wady magistrali VLB:
□ orientacja tylko na MP 80386, 80486 (nie przystosowane do procesorów klasy Pentium);
□ ścisła zależność od częstotliwości taktowania MP (każda szyna VLB jest zaprojektowana tylko dla określonej częstotliwości do 33 MHz);
□ mała ilość podłączonych urządzeń - do magistrali VLB można podłączyć tylko 4 urządzenia;
□ arbitraż bez magistrali - mogą występować konflikty między podłączonymi urządzeniami.
Magistrala PCI(Połączenie komponentów peryferyjnych,podłączenie komponentów zewnętrznych) jest najpowszechniejszym i uniwersalnym interfejsem do podłączania różnych urządzeń. Opracowany w 1993 roku przez firmę Intel. Magistrala PCI jest znacznie bardziej wszechstronna niż VLB; umożliwia podłączenie do 10 urządzeń; posiada własny adapter, który pozwala na skonfigurowanie go do pracy z dowolnym MP od 80486 do nowoczesnego Pentium. Częstotliwość taktowania PCI - 33 MHz, szerokość bitów - 32 bity dla danych i 32 bity dla adresu z możliwością rozszerzenia do 64 bitów, teoretyczna przepustowość 132 MB / s, aw wersji 64-bitowej - 264 MB / s. Modyfikacja 2.1 lokalnej magistrali PCI działa z częstotliwością zegara do 66 MHz i przy 64 bitach ma przepustowość do 528 MB / s. Dodano obsługę trybów Plug i gra, Bus Mastering i autokonfiguracja adaptera.
Strukturalnie złącze magistrali na płycie głównej składa się z dwóch kolejnych 64-pinowych sekcji (każda z własnym kluczem). Za pomocą tego interfejsu karty graficzne są podłączone do płyty głównej, karty dźwiękowe, modemy, kontrolery SCSI i inne urządzenia. Zazwyczaj płyta główna ma wiele gniazd PCI. Magistrala PCI, chociaż lokalna, pełni również wiele funkcji magistrali rozszerzeń. Magistrale rozszerzeń ISA, EISA, MCA (i jest z nimi kompatybilny) w obecności magistrali PCI nie są podłączone bezpośrednio do MP (jak ma to miejsce w przypadku korzystania z magistrali VLB), ale do samej magistrali PCI (przez interfejs rozszerzeń). Dzięki takiemu rozwiązaniu magistrala jest niezależna od procesora (w przeciwieństwie do VLB) i może pracować równolegle z magistralą procesora bez dostępu do niej w przypadku żądań. W ten sposób obciążenie magistrali procesora jest znacznie zmniejszone. Na przykład procesor pracuje z pamięcią systemową lub pamięcią podręczną, a w tym czasie przez sieć hDD informacje są zapisane. Konfigurację systemu magistrali PCI przedstawiono na rys. 5.8.
Magistrala AGP(Przyspieszony port grafiki -przyspieszony port grafiki) - interfejs do podłączenia karty wideo do oddzielnego łącza AGP, który posiada
Rozdział 5. Mikroprocesory i płyty główne
wyjście bezpośrednio do pamięci systemowej. Opracowano magistralę opartą na standardzie PCI v2.1. Magistrala AGP może pracować z częstotliwością magistrali systemowej do 133 MHz i zapewnia najwyższe szybkości przesyłania grafiki. Jego szczytowa przepustowość w czterokrotnym trybie AGP4x (przesyłane są 4 bloki danych na cykl) wynosi 1066 MB / s, aw ośmiokrotnym trybie AGP8x - 2112 MB / s. W porównaniu z magistralą PCI, w magistrala AGP wyeliminowano multipleksowanie linii adresowych i danych (w PCI, aby obniżyć koszt projektu, adres i dane przesyłane są tymi samymi liniami) oraz wzmocniono potokowanie operacji odczytu i zapisu, co eliminuje wpływ opóźnień w modułach pamięci na szybkość tych operacji.
Postać: 5.8. Konfiguracja systemu PCI
Magistrala AGP ma dwa tryby pracy: DMAi Wykonać.W trybie DMA główną pamięcią jest pamięć wideo. Grafika jest przechowywana w pamięci systemowej, ale przed użyciem jest kopiowana do pamięci lokalnej karty. Wymiana odbywa się w dużych sekwencyjnych pakietach. W trybie wykonania pamięć systemowa i lokalna pamięć karty graficznej są logicznie równe. Obiekty graficzne nie są kopiowane do pamięci lokalnej, ale są pobierane bezpośrednio z pamięci systemowej. Dlatego konieczne jest wybranie z pamięci stosunkowo małych, losowo rozmieszczonych fragmentów. Ponieważ pamięć systemowa jest alokowana dynamicznie, w blokach po 4 kB, w tym trybie, aby zapewnić akceptowalną wydajność, zapewniono mechanizm, który odwzorowuje adresy kolejnych fragmentów na rzeczywiste adresy bloków 4 kB w pamięci systemowej. Ta procedura jest wykonywana przy użyciu specjalnej tabeli (Graphic Address Re-mapping Table lub GART) znajdującej się w pamięci. Interfejs jest zaprojektowany jako osobne złącze dla karty wideo AGP. Konfigurację systemu z magistralą AGP przedstawia rys. 5.9.
System wewnątrz maszyny i interfejsy peryferyjne
Postać: 5.9. Konfiguracja systemu AGP
Wszystkie powyższe w odniesieniu do opon podsumowano w tabeli. 5.4. Tabela 5.4. Główne cechy opon
Wraz ze wzrostem częstotliwości taktowania i głębi bitowej procesorów pojawił się pilny problem związany ze zwiększeniem szybkości przesyłania danych w magistralach (o co chodzi z użyciem kamienia o częstotliwości taktowania powiedzmy 66 MHz, jeśli magistrala działa tylko z 8,33 MHz). W niektórych przypadkach, takich jak klawiatura lub mysz, duża prędkość jest bezużyteczna. Ale inżynierowie producentów kart rozszerzeń byli gotowi do wytwarzania urządzeń z prędkością, której autobusy nie były w stanie zapewnić.
W
wyjście z tej sytuacji znaleziono w następujący sposób: niektóre operacje wymiany danych wymagające dużych prędkości powinny być przeprowadzane nie przez standardowe złącza magistrali I / O, ale przez dodatkowe szybkie interfejsy - magistralę procesora, w podobny sposób, jak podłączenie zewnętrznej pamięci podręcznej.
Faktem jest, że te bardzo szybkie interfejsy są podłączone do magistrali procesora. Wynika z tego, że podłączone płytki będą miały bezpośredni dostęp do procesora poprzez jego magistralę. Ten projekt nazywa się lokalny autobus (LB, Local Bus). Lokalny autobus nie zastąpił dotychczasowych standardów, ale je uzupełnił. Rysunek ilustruje różnicę między tradycyjną architekturą a lokalną architekturą magistrali. Nawiasem mówiąc, pierwsze autobusy ISA były lokalne, ale gdy ich częstotliwość zegara przekroczyła 8 MHz, nastąpił podział.
Głównymi magistralami w komputerze były nadal ISA lub EISA, ale dodano do nich co najmniej jeden lokalny port magistrali. Początkowo gniazda te były używane prawie wyłącznie do instalowania kart wideo, podczas gdy do 1992 r. Opracowano kilka niekompatybilnych opcji magistrali lokalnej, do których wyłączne prawa należały do \u200b\u200bproducentów.
Ta różnorodność powstrzymała rozprzestrzenianie się lokalnych autobusów, więc Video Electronic Standard Association (VESA), reprezentujące ponad 100 firm, zaproponowało specyfikację VESA Local Bus (VL-bus lub VLB) w sierpniu 1992 r., Która nie uległa zmianie. , ale uzupełnił istniejące standardy. Magistrala VLB została zaprojektowana w celu zwiększenia przepustowości między głównym procesorem a kartą graficzną poprzez dodanie kilku nowych szybkich lokalnych gniazd do głównych magistral. Główną funkcją, do której przeznaczona była nowa magistrala, jest wymiana danych z adapterem wideo.
Była to 32-bitowa magistrala, która wykorzystywała trzecie i czwarte złącze jako kontynuację zwykłej gniazdo ISA... Magistrala pracowała przy nominalnej częstotliwości 33 MHz i zapewniała znaczny wzrost wydajności w porównaniu z ISA. W przyszłości magistrala VLB była używana przez producentów sterowników dyski twarde i inne urządzenia wymagające szybkiego przesyłania danych. Były nawet kontrolery Ethernet 100 Mbit z magistralą VLB. Powszechne stosowanie magistrali VESA zadecydowało o jej relatywnie niskiej cenie i zgodności z góry w dół z jej poprzednikiem, szyną ISA. Złącze VLB jest złączem „kontynuacyjnym” ISA.
Główne cechy szyny VL są następujące:
obsługa procesorów serii 80386 i 80486. Magistrala jest przeznaczona do użytku w systemach jednoprocesorowych, podczas gdy specyfikacja przewiduje możliwość obsługi niekompatybilnych procesorów x86 za pomocą układu mostkowego;
maksymalna liczba masterów magistrali to 3 (bez kontrolera magistrali). W razie potrzeby można zainstalować kilka podsystemów, aby obsługiwać więcej modułów głównych. Pomimo tego, że magistrala została pierwotnie zaprojektowana do obsługi kontrolerów wideo, istnieje możliwość obsługi innych urządzeń (na przykład kontrolerów dysków twardych);
jednakże eksploatacja magistrali jest dozwolona przy częstotliwości do 66 MHz parametry elektryczne Złącza szyny VL ograniczają ją do 50 MHz (to ograniczenie oczywiście nie dotyczy urządzeń zintegrowanych z płytą główną);
dwukierunkowa 32-bitowa magistrala danych obsługuje komunikację 16-bitową. Specyfikacja zawiera możliwość wymiany 64-bitowej;
obsługa DMA jest dostępna tylko dla modułów głównych magistrali. Magistrala nie obsługuje specjalnych „inicjatorów” DMA;
maksymalna teoretyczna przepustowość magistrali 160 Mb / s (przy częstotliwości magistrali 50 MHz), standard - 107 Mb / s przy częstotliwości 33 MHz;
obsługa trybu wymiany wsadowej (dla płyt głównych 80486, które obsługują ten tryb). Pięć linii jest używanych do identyfikacji typu i szybkości procesora, sygnał Burst Last (BLAST #) jest używany do aktywacji tego trybu. W przypadku systemów, które nie obsługują tego trybu, wiersz jest ustawiany na 0;
użycie 58-pinowego złącza MCA. Obsługiwane są maksymalnie 3 gniazda (na niektórych magistralach 50 MHz można zainstalować tylko 1 gniazdo). Gniazdo magistrali VL jest instalowane w linii za gniazdami ISA / EISA / MCA, więc wszystkie linie tych magistral są dostępne dla kart VL;
obsługa zarówno zintegrowanej pamięci podręcznej procesora, jak i pamięci podręcznej płyty głównej. Napięcie zasilania wynosi 5 V. Urządzenia o poziomie wyjściowym 3,3 V są obsługiwane pod warunkiem, że mogą pracować z poziomem wejściowym 5 V.
Ta 32/32-bitowa magistrala została zaprojektowana dla maszyn z procesorami 386, 486 i Pentium. Magistrala VLB jest najczęściej stosowana na płytach głównych 486. Na nich VESA to adres procesora, linie danych i sterujące doprowadzone do złącza. Ta okoliczność nakłada znaczne ograniczenia na karty rozszerzeń VLB - należy ściśle przestrzegać parametrów taktowania i obciążenia. Jak wskazano w instrukcjach dla wielu płyt głównych, liczba kart VLB przy częstotliwości zegara 25 MHz nie powinna przekraczać trzech, przy 33 MHz - dwóch, przy 40 i 50 MHz - jednej. Jeśli te wymagania zostaną naruszone, system stanie się niestabilny z powodu przekroczenia obciążenia procesora.
Aby oszacować prędkość magistrali, można wykonać następujące obliczenia: jeśli karta rozszerzeń działa z częstotliwością 50 MHz, przepustowość magistrali będzie wynosić 32 * 50 * 10 6 \u003d 1,6 * 10 9 Mb / s \u003d 200 MB / s, czyli całkiem sporo. Nie należy jednak zapominać, że prawie nigdy nie można wymagać takiej prędkości, ponieważ danych z pamięci wideo nie można odczytać z taką prędkością. Ponadto podczas uzyskiwania dostępu do karty VLB procesor nie może już nic zrobić, bez względu na to, jak wolne jest urządzenie na tej karcie (na przykład port szeregowy).
Magistrala VL to ogromny postęp w stosunku do ISA, zarówno pod względem wydajności, jak i konstrukcji. Jedną z zalet magistrali było to, że umożliwiła tworzenie kart, które współpracują z istniejącymi chipsetami i nie zawierają wielu drogich układów sterujących. W rezultacie karty VL były tańsze niż podobne karty EISA. Jednak opona ta nie była pozbawiona wad, z których głównymi były:
ukierunkowane na 486. procesor. Magistrala VL jest podłączona na stałe do magistrali procesora 80486, która różni się od magistrali Pentium i Pentium Pro / Pentium II.
ograniczona wydajność. Jak już wspomniano, rzeczywista częstotliwość szyny VL nie przekracza 50 MHz. Ponadto w przypadku stosowania procesorów z mnożnikiem częstotliwości magistrala korzysta z częstotliwości głównej (na przykład dla 486DX2-66 częstotliwość magistrali będzie wynosić 33 MHz);
ograniczenia obwodów elektrycznych. Bardzo surowe wymagania stawiane są jakości sygnałów przesyłanych szyną procesora, co można zaobserwować tylko przy określonych parametrach obciążenia każdej linii. Intel uważa, że \u200b\u200bzainstalowanie niedostatecznie zaprojektowanych kart VL może prowadzić nie tylko do utraty danych i problemów z synchronizacją, ale także do uszkodzenia systemu;
ograniczenie liczby desek. To ograniczenie wynika również z konieczności przestrzegania limitów obciążenia dla każdej linii.
Popularność opony VLB trwała do 1994 roku. główna cecha opona zapewniająca wysokie osiągi była również powodem wycofania się VLB z rynku. Magistrala była bezpośrednim rozszerzeniem magistrali procesor / pamięć 486, pracującym z taką samą prędkością jak procesor (stąd nazwa - magistrala lokalna). Połączenie bezpośrednie oznacza, że \u200b\u200bpodłączenie zbyt wielu urządzeń groziło zakłóceniem pracy samego procesora, zwłaszcza jeśli sygnały przechodziły przez slot. VESA zalecił używanie nie więcej niż dwóch gniazd przy częstotliwości taktowania 33 MHz lub trzech gniazd, jeśli używano dedykowanego bufora. Przy wyższych częstotliwościach taktowania nie należy podłączać więcej niż dwóch urządzeń, a przy częstotliwości 50 MHz oba urządzenia VLB powinny być zintegrowane z płytą główną.
Ponieważ magistrala VLB działa zsynchronizowana z procesorem, zwiększenie częstotliwości procesora doprowadziło do problemów z urządzeniami peryferyjnymi VLB. Im szybciej peryferia musiały działać, tym droższe były ze względu na trudności związane z produkcją szybkich komponentów. Niewiele urządzeń VLB obsługuje prędkości powyżej 40 MHz.
Interfejs systemu wewnątrz maszyny- system komunikacji i interfejsów węzłów i jednostek komputerowych między sobą to zespół elektrycznych linii komunikacyjnych (przewodów), łączących obwody z elementami komputera, protokoły (algorytmy) transmisji i konwersji sygnałów.
Istnieją dwie opcje organizacji interfejsu w urządzeniu:
– interfejs z wieloma połączeniami, gdzie każda jednostka PC jest połączona z innymi jednostkami własnymi lokalnymi przewodami; interfejs z wieloma połączeniami jest z reguły używany tylko w najprostszych komputerach domowych;
– prosty w obsłudze interfejs, gdzie wszystkie jednostki PC są połączone ze sobą za pośrednictwem wspólnej lub systemowej magistrali.
W zdecydowanej większości nowoczesnych komputerów PC używany jest interfejs systemu magistrala systemowa.Cechy funkcjonalne magistrali systemowej to: liczba obsługiwanych przez nią urządzeń oraz przepustowość, tj. maksymalna możliwa prędkość przesyłania informacji. Szerokość pasma magistrali zależy od jej głębokości bitowej (istnieją magistrale 8-, 16-, 32- i 64-bitowe) oraz częstotliwości taktowania, z jaką magistrala pracuje.
Jako magistrala systemowa w różnych komputerach były używane i mogą być używane:
– szyny rozszerzeń magistrale ogólnego przeznaczenia, umożliwiające podłączenie szerokiej gamy urządzeń;
– lokalne autobusyspecjalizujący się w obsłudze niewielkiej liczby urządzeń określonej klasy.
Porównawcze właściwości techniczne niektórych opon przedstawiono w tabeli 5.1.
Tabela 5.1 - Główne cechy opon
Magistrale rozszerzające.
1. Multibus1posiada dwie modyfikacje: magistrala PC / XT (Persona) Computer eXtended Technology - komputer PC z zaawansowaną technologią) i magistrala PC / AT (PC Advanced Technology - komputer PC z zaawansowaną technologią).
2. Magistrala PC / XT - 8-bitowa magistrala danych i 20-bitowa magistrala adresowa, z zegarem 4,77 MHz, posiada 4 linie dla przerwań sprzętowych i 4 kanały dla bezpośredniego dostępu do pamięci (kanały DMA - Direct Memory Access). Magistrala adresowa ograniczyła przestrzeń adresową mikroprocesora do 1 MB. Używany z MP 8086.8088.
3. Magistrala PC / AT -16-bitowa magistrala danych i 24-bitowa magistrala adresowa, pracująca z częstotliwością zegara do 8 MHz, ale można również zastosować MP o częstotliwości taktowania 16 MHz, ponieważ kontroler magistrali może podzielić częstotliwość na pół; ma 7 linii przerwań sprzętowych i 4 kanały DMA.
4. Autobus ISA (Industry Standard Architecture) - 16-bitowa magistrala danych i 24-bitowa magistrala adresowa, częstotliwość taktowania pracy 8 MHz, ale można również zastosować MP z częstotliwością taktowania 50 MHz (zwiększony współczynnik podziału). W porównaniu do magistrali PC / XT i PC / AT liczba linii przerwań sprzętowych została zwiększona z 7 do 15, a kanałów DMA z 7 do 11. Dzięki 24-bitowej szynie adresowej przestrzeń adresowa wzrosła z 1 do 16 MB. Teoretyczna przepustowość magistrali danych wynosi 16 MB / s, w rzeczywistości jest to około 4-5 MB / s, ze względu na szereg osobliwości jej zastosowania.
5. Autobus EISA (Extended ISA) - 32-bitowa magistrala danych i 32-bitowa magistrala adresowa, powstała w 1989 roku. Przestrzeń adresowa magistrali wynosi 4 GB, przepustowość 33 MB / s, a szybkość wymiany w kanale MP - CACH - OP jest określana przez parametry układów pamięci, zwiększono liczbę gniazd rozszerzeń (teoretycznie można podłączyć do 15 urządzeń, praktycznie do 10). Ulepszony system przerwań, magistrala EISA zapewnia automatyczną konfigurację systemu i zarządzanie DMA, w pełni kompatybilna z magistralą ISA (jest złącze ISA), magistrala obsługuje architekturę wieloprocesorową systemy komputerowe... Magistrala EISA jest używana w szybkich komputerach PC, serwery sieciowe i stacje robocze.
6. Bus MCA (Architektura Micro Channel) - utworzona 32-bitowa magistrala przez IBM w 1987 dla maszyn PS / 2, przepustowość 76 MB / s, częstotliwość pracy 10-20 MHz. Pod względem innych cech jest zbliżona do magistrali EISA, ale nie jest kompatybilna ani z ISA, ani z EISA. Ponieważ komputery PS / 2 nie są szeroko stosowane, przede wszystkim ze względu na brak obfitości stosowanych programów, magistrala MCA również nie jest szeroko stosowana.
Lokalne magistrale VLB i PCI
Dwa główne standardy uniwersalnej magistrali lokalnej to VLB i PCI.
1. Magistrala VLB (magistrala lokalna VESA - magistrala lokalna VESA) - nazywana magistralą VESA. Zasadniczo magistrala VLB jest rozszerzeniem wewnętrznej szyny MP do komunikacji z kartą wideo, a rzadziej z dyskiem twardym, kartami multimedialnymi i kartą sieciową. Szerokość magistrali wynosi 32 bity (możliwy jest 64-bitowy). Rzeczywista szybkość przesyłania danych przez VLB wynosi 80 MB / s (teoretycznie osiągalna -132 MB / s).
Wady opony:
- zaprojektowany do współpracy z MP 80386, 80486, nie przystosowany do procesorów Pentium, Pentium Pro, Power PC;
- sztywna zależność od częstotliwości taktowania MP (każda szyna VLB jest zaprojektowana tylko dla określonej częstotliwości);
- mała liczba podłączonych urządzeń - do szyny VLB (tylko cztery urządzenia);
- brak arbitrażu magistrali - mogą wystąpić konflikty między podłączonymi urządzeniami.
2. Magistrala PCI. (Peripheral Component Interconnect - połączenie urządzeń zewnętrznych). Magistrala PCI jest bardziej wszechstronna niż VLB, posiada własny adapter pozwalający na konfigurację do pracy z dowolnym MP, pozwala na samodzielne podłączenie 10 urządzeń inna konfiguracja z możliwością autokonfiguracji, posiada własny „arbitraż”, sterowanie transmisją danych.
Bit PCI - 32 bity z możliwością rozbudowy do 64 bitów, z przepustowością szyny 33 MHz teoretyczną 132 MB / s, aw wersji 64-bitowej -263 MB / s (realna jest dwukrotnie niższa).
Opcje konfiguracji dla systemów z magistralami VLB i PCI są pokazane odpowiednio na Rysunku 5.1 i Rysunku 5.2. Użycie magistrali VLB i PCI w komputerze jest możliwe tylko z odpowiednią płytą główną VLB lub PCI.
Rysunek 5.1 - Konfiguracja systemu z magistralą VLB
Rysunek 5.2 - Konfiguracja systemu z magistralą PCI
Do podłączenia magistrali PCI do innych magistral używany jest specjalny sprzęt - mostki magistrali PCI (mostek PCI). Mostek hosta służy do podłączenia PCI do magistrali systemowej (procesora lub magistrali procesora). Most peer-to-peer służy do łączenia dwóch magistral PCI. Na platformach serwerowych używane są co najmniej dwie magistrale PCI - dodatkowe magistrale PCI mogą zwiększyć liczbę podłączonych urządzeń. W ten sposób zbiór mostków umieszczonych wokół szyny PCI realizuje trasowanie połączeń we wszystkich podłączonych szynach. Generalnie uważa się, że urządzenie o określonym adresie może znajdować się tylko na jednej z szyn danego komputera i na której zaprogramowane mostki „wiedzą”.
Główne cechy autobusu.
1. Synchroniczna wymiana danych 32- lub 64-bitowych. Jednocześnie multipleksowanie służy do zmniejszenia liczby kontaktów, to znaczy, że adres i dane są przesyłane tymi samymi liniami.
2. Obsługa logiki 5 V i 3,3 V. Złącza dla płytek 5 i 3,3 V różnią się położeniem klawiszy (istnieją uniwersalne płytki obsługujące oba napięcia, ale 66 MHz jest obsługiwane tylko przez logikę 3,3 V).
3. Częstotliwość magistrali 33MHz lub 66MHz (w wersji 2.1) pozwala na zapewnienie szerokiego zakresu przepustowości (w trybie burst):
- 132 MV / s przy 32-bit / 33 MHz;
- 264 MB / s przy 32-bit / 66 MHz;
- 264 MB / s przy 64-bitowym / 33 MHz;
- 528 MV / s przy 64-bitowym / 66 MHz.
4. Aby magistrala działała z częstotliwością 66 MHz, wszystkie urządzenia peryferyjne muszą działać na tej częstotliwości.
5. Pełne wsparcie dla multiply bus master (na przykład wiele kontrolerów dysków twardych może jednocześnie pracować na magistrali).
6. Obsługuje pamięć podręczną z możliwością zapisu z powrotem i zapisem.
7. Automatyczna konfiguracja kart rozszerzeń przy uruchamianiu.
8. Specyfikacja magistrali pozwala na połączenie do ośmiu funkcji na jednej karcie (np. Wideo + dźwięk itp.).
9. Magistrala pozwala na zainstalowanie do 5 gniazd rozszerzeń, jednak istnieje możliwość zastosowania mostka PCI-PCI w celu zwiększenia liczby kart rozszerzeń.
10. Urządzenia PCI są wyposażone w licznik czasu, który służy do określenia maksymalnego okresu czasu, w którym urządzenie może zajmować magistralę.
11. Magistrala obsługuje metodę transmisji danych o nazwie „linear burst”. Ta metoda zakłada, że \u200b\u200bpakiet informacji jest odczytywany (lub zapisywany) w ciągłej przestrzeni pamięci, to znaczy adres jest automatycznie zwiększany o następny bajt. Zwiększa to oczywiście prędkość transmisji rzeczywistych danych poprzez zmniejszenie liczby przesyłanych adresów.
Specyfikacja magistrali PCI definiuje trzy typy zasobów - dwa zwykłe (zakres pamięci i zakres we / wy) oraz przestrzeń konfiguracyjną. Automatyczna konfiguracja urządzenia (wybór adresu, żądania przerwań) jest obsługiwana przez narzędzia BIOS i koncentruje się na technologii architektury PC Microsoft / Intel Plug and Play (PnP).
Standard PCI definiuje dla każdego gniazda przestrzeń konfiguracyjną składającą się z maksymalnie 256 ośmiobitowych rejestrów, które nie są przypisane ani do przestrzeni pamięci, ani do przestrzeni we / wy. Dostęp do nich uzyskuje się za pomocą specjalnych cykli odczytu i zapisu konfiguracji, generowanych przez sterownik, gdy procesor uzyskuje dostęp do rejestrów kontrolera magistrali PCI znajdujących się w jego przestrzeni we / wy. Aby uzyskać więcej informacji na temat magistrali PCI, zobacz Dodatek E.
Interfejs PCI Express (3GIO).
Akronim 3GIO oznacza „Magistrala I / O trzeciej generacji” (Połączenie wejścia / wyjścia trzeciej generacji).
Skalowalność wydajności osiąga się poprzez zwiększenie częstotliwości i dodanie linii do magistrali. PCI Express został zaprojektowany, aby zapewnić wysoką przepustowość na jeden kontakt przy niskim narzucie i małych opóźnieniach. Dla jednego fizycznego obsługiwanych jest kilka kanałów wirtualnych.
System adresowania jest w pełni zgodny ze specyfikacją PCI, co umożliwia podłączenie urządzeń PCI do nowej magistrali. Mechanizm automatycznej konfiguracji urządzenia (Plug-and-Play) pozostał bez zmian. Dane przesyłane są w pakietach po 8 lub 10 bitów (w tym drugim przypadku dwa bity służą do obsługi mechanizmu parzystości i korekcji błędów).
Specyfikacja interfejsu PCI Express zapewnia kilka poziomów interakcji i protokołów:
- fizyczny;
- dane (łącze danych);
- transakcje (transport);
- aplikacje i sterowniki;
- konfiguracja.
Podstawa fizyczna PCI Express to szeregowe linie komunikacyjne niskiego napięcia, jedna para do przesyłania i odbierania danych. Skalowalność magistrali jest osiągana poprzez wielokrotne (1, 2, 4, 8, 16, 32) zwiększenie liczby linii. Między uczestnikami wymiany danych za pośrednictwem magistrali PCI Express ustanawiany jest dedykowany kanał komunikacyjny, którego szerokość i częstotliwość taktowania są negocjowane przez urządzenia podczas inicjalizacji kanału. Jest to również miejsce, w którym dane są prezentowane w formacie 8 lub 10 bitowym. W razie potrzeby do kontroli integralności danych używane są 2 bity. Realizuje to koncepcję wymiany danych punkt-punkt.
W teorii przepustowość najwęższego kanału osiąga 2,5 Gb / s w każdym kierunku.
System adresowania i poleceń zawiera trzy standardowe pola kompatybilne z PCI (obszar pamięci, adres I / O, inicjalizacja i konfiguracja), a także dodatkowe pole komunikatu (Message).
Magistrala interfejsu AGP
Magistrala interfejsu dedykowana dla strumienia danych wideo - AGP (przyspieszony port grafiki) (Rysunek 5.3).
Rysunek 5.3 - Schemat blokowy akceleratora graficznego z AGP
Zaletą nowej magistrali jest jej duża przepustowość. Jeśli magistrala ISA pozwalała na przesyłanie do 5,5 MB / s, VLB - do 130 MB / s (jednak przeciążała centralny procesor), a PCI do 133 MB / s, to magistrala AGP teoretycznie ma szczytową przepustowość do 2132 MB / s. s (w 32-bitowym trybie przesyłania słów).
Interfejs AGP zapewnia bezpośrednie połączenie między podsystemem graficznym a baran... W ten sposób spełnione są wymagania dotyczące wyjścia grafiki 3D w czasie rzeczywistym, a dodatkowo pamięć bufora ramki jest bardziej wydajnie wykorzystywana, co zwiększa prędkość przetwarzania grafiki 3D. Magistrala AGP łączy podsystem graficzny z kontrolerem pamięci systemu, współdzieląc dostęp z jednostką centralną komputera. Karty graficzne można podłączać przez AGP.
Główne cechy AGP wpływające na wydajność:
Magistrala może przesyłać dwa (AGP2x), cztery (AGP4x) lub osiem (AGP8x) bloków danych w jednym cyklu;
Wyeliminowano multipleksowanie linii adresowych i danych (w PCI, aby obniżyć koszt płyt głównych, adresy i dane są przesyłane tymi samymi liniami);
Potokowe operacje odczytu / zapisu eliminują wpływ opóźnienia modułu pamięci na szybkość tych operacji.
Magistrala AGP działa w dwóch głównych trybach - DIME (Direct Memory Execute) i DMA (Direct Memory Access). W trybie DMA główną pamięcią jest pamięć na karcie. Tekstury można przechowywać w pamięci systemowej, ale przed użyciem są kopiowane do pamięci lokalnej karty graficznej. Wymiana odbywa się w dużych sekwencyjnych pakietach danych.
W trybie wykonania pamięć lokalna i systemowa karty graficznej są logicznie równe. Tekstury nie są kopiowane do pamięci lokalnej, ale są pobierane bezpośrednio z pamięci systemowej. W związku z tym należy przenosić stosunkowo małe, losowo rozmieszczone elementy. Ponieważ inne urządzenia również wymagają pamięci systemowej, jest ona dynamicznie przydzielana w fragmentach 4 KB. Dlatego, aby zapewnić akceptowalną wydajność, zapewniono specjalny mechanizm, który odwzorowuje adresy sekwencyjne na rzeczywiste adresy bloków w pamięci systemowej.
Magistrala AGP obsługuje wszystkie standardowe operacje Szyna PCI, więc przepływ danych na niej można traktować jako mieszaninę naprzemiennych operacji odczytu / zapisu AGP i PCI. Operacje na magistrali AGP są podzielone. Oznacza to, że żądanie transakcji jest niezależne od rzeczywistego przesyłania danych.
Nowa specyfikacja - AGP Pro. Główną różnicą w tym interfejsie jest możliwość zarządzania energią. W tym celu do gniazda AGP Pro dodano nowe linie.
Interfejs AGP Pro jest przeznaczony dla graficznych stacji roboczych. Dwukrotny wzrost przepustowości został osiągnięty poprzez zwiększenie częstotliwości taktowania magistrali do 66 MHz i zastosowanie nowego poziomu sygnału 0,8 V (w AGP 2.0 zastosowano poziom 1,5 V). W ten sposób, przy zachowaniu głównych parametrów interfejsu, przepustowość magistrali wzrasta do 2132 MB / s.
Zwiększoną przepustowość portu AGP zapewniają trzy następujące czynniki:
- potokowanie operacji dostępu do pamięci;
- podwójne transfery danych;
- demultipleksowanie magistrali adresowych i danych.
Interfejs SCSI
Interfejs Small Computer System Interface (SCSI) został znormalizowany przez ANSI w 1986 roku. Interfejs przeznaczony jest do łączenia urządzeń różnych klas - pamięci o dostępie bezpośrednim i sekwencyjnym, dysków CD-ROM, dysków optycznych jednokrotnego i ponownego zapisu, automatycznych zmieniaczy nośników, drukarek, skanerów, urządzeń komunikacyjnych i procesorów. Urządzenie SCSI to zarówno adapter hosta, który łączy szynę SCSI z pewną wewnętrzną szyną komputera, jak i docelowy kontroler, z którym łączy się z szyną SCSI. Do jednego kontrolera można podłączyć kilka urządzeń peryferyjnych, w odniesieniu do których kontroler może być zarówno wewnętrzny, jak i zewnętrzny.
Przez wykonanie fizyczne interfejs jest 8-bitową magistralą równoległą o częstotliwości zegara 5 MHz. Magistrala umożliwia podłączenie do 8 urządzeń, prędkość przesyłu danych w pierwotnej wersji sięgała 5 MB / s.
Specyfikacja - SCSI-2, rozszerzająca możliwości magistrali zarówno pod względem ilościowym, jak i jakościowym. Szybkość taktowania magistrali Fast SCSI-2 osiąga 10 MHz, a magistrali Ultra SCSI-2 osiąga 20 MHz. Szerokość danych można zwiększyć do 16 bitów - ta wersja nosi nazwę Wide SCSI-2 (szeroka), a wersja 8-bitowa nazywa się Narrow (wąska). 16-bitowa magistrala pozwala na zwiększenie liczby urządzeń do 16. Standard SCSI-2 definiuje również 32-bitową wersję interfejsu. Połączenie szybkości zegara i szerokości bitowej zapewnia szeroki zakres przepustowości, sięgający 40 MB / s dla prawdziwego Ultra Wide SCSI-2.
Specyfikacja SCSI-2 definiuje system poleceń, który zawiera zestaw plików podstawowe polecenia dla wszystkich urządzeń peryferyjnych oraz specjalne polecenia dla urządzeń peryferyjnych różnych klas.
Specyfikacja SCSI-3 jest dalszym rozwinięciem standardu mającego na celu zwiększenie liczby podłączonych urządzeń. SCSI-3 istnieje w postaci wielu różnych dokumentów, które definiują poszczególne strony interfejsu.
Dzisiejsze urządzenia SCSI są produkowane zgodnie ze standardem SCSI-2 lub SCSI-3. Standard SCSI-3 zakłada różne opcje protokołu i warstwy fizycznej interfejsu, w tym magistrale równoległe i szeregowe.
W przypadku szyn równoległych szybkość przesyłania danych jest określana na podstawie szybkości transmisji mierzonej w milionach transferów na sekundę - MT / s (Mega Transfer / s) i głębokości bitowej.
Szybkości transmisji dla różnych opcji magistrali równoległej przedstawiono w tabeli 5.2.
Tabela 5.2 - Szybkość przesyłania danych na równoległej szynie SCSI
Interfejs szeregowy FCAL (Fibre Channel Arbitrated Loop) jest bliżej interfejsów pod względem implementacji sieci lokalne... Ten interfejs, znany również jako Fibre Channel SCSI, może być elektryczny (koncentryczny) lub światłowodowy. W obu przypadkach 800 MHz zapewnia szybkość transmisji danych 100 MB / s. Kabel miedziany pozwala na długość magistrali do 30 m, optyczny - do 10 km. Tutaj używany jest inny protokół i poziomy interfejsu fizycznego i można podłączyć do magistrali do 126 urządzeń (a nie 8 lub 16, jak w przypadku interfejsu równoległego). Urządzenia dwuportowe mogą osiągać szczytowe szybkości transmisji danych do 200 MB / s.
Interfejs fizyczny.
Fizycznie 8-bitowy interfejs SCSI to magistrala z 25 łańcuchami sygnałowymi. Aby zapewnić odporność na zakłócenia, każdy obwód sygnału ma własny oddzielny przewód powrotny. Każde urządzenie SCSI podłączone do magistrali musi mieć przypisany unikalny adres podczas konfiguracji. W przypadku magistrali 8-bitowej zakres adresów wynosi 0-7, a dla magistrali 16-bitowej - 0-15. Adres jest ustawiany przez wstępne ustawienie przełączników lub zworek, a konfiguracja programowa karty hosta jest możliwa. Dodatkowe informacje znajdują się w dodatku G.
Interfejs HyperTransport
Szybka magistrala we / wy HyperTransport (HT) jest przeznaczona do użytku w systemach komputerowych, głównie jako wewnętrzna magistrala lokalna. W porównaniu z PCI, HyperTransport może zmniejszyć liczbę przewodów na płycie głównej, wyeliminować opóźnienia związane z monopolizacją magistrali przez urządzenia o niskiej wydajności, zmniejszyć zużycie energii i zwiększyć przepustowość.
Autobus HyperTransport jest zorganizowany na różnych poziomach:
Na poziomie fizycznym magistrala jest reprezentowana przez linie danych,
sterowanie, zegar, a także sterowniki i standardowe sygnały elektryczne;
Na poziomie transmisji danych ustalana jest kolejność inicjalizacji i konfiguracji urządzeń, nawiązywanie i kończenie sesji komunikacyjnej, cykliczna kontrola adekwatności danych, przydział pakietów do transmisji danych;
Na poziomie protokołu definiowane są polecenia przydzielania wirtualnych kanałów komunikacyjnych, zasady sterowania przepływem danych;
Na poziomie transakcji polecenia protokołu są konkretyzowane w sygnały sterujące, takie jak odczyty lub zapisy;
Na poziomie sesji definiowane są zasady zarządzania energią i inne ogólne polecenia.
Fizyczne urządzenia w interfejsie HyperTransport są podzielone na kilka typów:
Jaskinia - urządzenie końcowe w dwukierunkowym kanale komunikacyjnym;
Tunel - urządzenie na dwukierunkowym kanale komunikacyjnym, instalowane „w przejściu” (ale nie mostem);
Bridge („bridge”) - urządzenie w dwukierunkowych kanałach komunikacyjnych, z których jeden jest uważany za główny i łączy urządzenie z kontrolerem magistrali (Host), podczas gdy inne są połączone z innymi urządzeniami.
Topologię zbioru urządzeń na magistrali HyperTransport można zbudować jako łańcuch lub drzewo. AMD oferuje gotowe układy z obsługą magistrali Hyper Transport dla innych producentów: tunel HT-AGP (AMD-8151), koncentrator I / O (AMD-8111) i tunel HT-PCI-X (AMD-8131). Zapewnia to kompatybilność z innymi, w tym przestarzałymi, interfejsami i płynne przejście na nową magistralę. Jeśli chodzi o projekt obwodu magistrali HyperTransport, należy zauważyć, że jest on skalowalny w zależności od rozwiązywanych zadań. W minimalna konfiguracja (szerokość kanału 2 bity, każdy bit wymaga dwóch linii fizycznych), wymagane są 24 piny (8 dla danych + 4 dla sygnałów zegarowych + 4 dla linii sterujących + 2 sygnały + 4 masy + 1 zasilanie + 1 reset), w konfiguracji maksymalnej (szerokość kanał 32 bity) mówimy o 197 pinach. Dla porównania zwracamy uwagę, że specyfikacja PCI 2.1 zapewnia 84 piny, a PCI-X - 150 pinów.
Fizycznie technologia HyperTransport opiera się na ulepszonej wersji niskonapięciowych sygnałów różnicowych ( Sygnalizacja różnicowa niskiego napięcia, LVDS). Wszystkie linie (dane, sterowanie, zegar) korzystają z magistrali o rezystancji różnicowej 100 omów. Poziom sygnału wynosi 1,2 V (w przeciwieństwie do 2,5 V określonego w specyfikacji IEEE LVDS). Dzięki temu długość magistrali może sięgać 24 cali (około 61 cm) przy przepustowości pojedynczej linii do 800 Mb / s. Należy zauważyć, że specyfikacja HyperTransport zapewnia separację strumieni danych „upstream” i „downstream” (asynchroniczne). Takie podejście zapewnia możliwość znacznego wzrostu częstotliwości taktowania w porównaniu z istniejącymi architekturami, ponieważ każdy sygnał LVDS działa na własnej linii fizycznej. Ponadto pakiet łączący adresy, polecenia i dane jest zawsze wielokrotnością 32 bitów. Dzięki temu jego bezbłędna transmisja jest zapewniona przez skalowalne kanały o szerokości od 2 do 32 bitów. Pozwala to na wykorzystanie ujednoliconej technologii HyperTransport do łączenia odbiorców zasobów magistrali o różnej wydajności: procesora, pamięci RAM, kontrolera wideo, wolnoobrotowych urządzeń wejścia-wyjścia, wykorzystując w każdym przypadku minimalną wymaganą liczbę linii. Szczytowa przepustowość łącza Hyper Transport osiąga 12,8 GB / s (6,4 GB / s każdy dla 32-bitowego łącza w dół i łącza w górę przy 800 MHz z transmisją danych brzegowych i brzegowych). Dla porównania zwróćmy uwagę na szczytową przepustowość magistrali systemowej (200 MHz) procesora AMD Athlon wynosi 2,128 GB / s. Ważną cechą technologii HyperTransport jest kompatybilność z urządzeniami PCI na poziomie protokołu.
Interfejs USB
USB (Universal Serial Bus) to architektura standardowych rozszerzeń branżowych komputery osobiste (PC) koncentruje się na integracji z telefonią i elektroniką użytkową.
Architektura USB jest definiowana przez kryteria:
- łatwa do zrealizowania rozbudowa peryferii PC;
- tanie rozwiązanie obsługujące prędkości transmisji do 12 Mb / s (wersja 1.0) i do 480 Mb / s (wersja 2.0);
- pełne wsparcie dla transmisji danych audio i wideo w czasie rzeczywistym;
- elastyczność mieszanego protokołu transmisji, danych izochronicznych i komunikatów asynchronicznych;
- integracja z produkowanymi urządzeniami;
- dostępność w PC we wszystkich konfiguracjach i rozmiarach;
- tworzenie nowych klas urządzeń rozszerzających komputer;
- prostota systemu kablowego i połączeń;
- ukrywanie szczegółów połączenia przed użytkownikiem końcowym;
- kontrolery samozidentyfikujące się, automatyczna komunikacja urządzeń ze sterownikami i konfiguracja;
- możliwość dynamicznego podłączenia PU i konfiguracji.
Od połowy 1996 r. Komputery PC są produkowane ze zintegrowanym kontrolerem USB zaimplementowanym w chipsecie.
Tabela 5.3 - Schemat pinów
Tabela 5.4 - Nazwy i przypisania funkcjonalne pinów
Rysunek 5.4 - Topologia magistrali USB
Na szczycie tej piramidy, w węźle głównym, znajduje się urządzenie hostaa wszystkie inne węzły są funkcjonalne urządzenia (funkcje) lub złącza (piasty).
System USB składa się z trzech głównych części:
- urządzenie hosta USB;
- rozdzielacz USB (koncentrator);
– Urządzenia USBo (funkcja).
Urządzenie hosta USB (urządzenie - master interfejsu) to urządzenie główne w dowolnym systemie USB, które organizuje wszystkie transmisje danych i poleceń przez magistralę interfejsu.
Interfejs USB w system komputerowy wielokrotny dostęp jest realizowany przez kontroler hosta, który jest połączeniem sprzętu i oprogramowania.
Kontroler hosta znajduje się w węźle głównym systemu głównego (na płycie głównej) komputera iz reguły zapewnia dwa punkty mocowania.
Główne funkcje kontrolera hosta:
- definicja połączenia i usuń usb urządzenia;
- kontrola przepływu poleceń między węzłem głównym a urządzeniem USB;
Typy i właściwości obecnie stosowanych standardowych opon przedstawiono w tabeli 10.1.
Charakterystyka standardowych opon.
| Rodzaj / przeznaczenie | Nieco głębia | Częstotliwość zegara (MHz) | Przepustowość (Mb / s) |
| ISA / general | |||
| EISA / general | |||
| VLB (VESA) | |||
| VLB2 / lokalnie | |||
| PCI / I / O | 33, 66 | 120, 133 | |
| SBUS / I / O | 32, 64 | 20, 25 | 80, 100 |
| MBUS / pamięć procesora | 125 (400) | ||
| Pamięć XDBUS / procesor | 310 (400) | ||
| AGP / grafika lokalna | |||
| PCI-X |
Magistrala systemowa ISA (Industry Standard Architecture) została po raz pierwszy zastosowana w IBM PC / AT opartym na procesorze 12826. Magistrala ta umożliwia równoległą transmisję 16 bitów danych i dostęp do 16 MB pamięci systemowej. W nowoczesnych komputerach jest używana jako magistrala I / O do komunikacji z wolno działającymi urządzeniami peryferyjnymi. Wraz z pojawieniem się procesorów i386 i i486, magistrala systemowa ISA stała się „wąskim gardłem” w opartych na nich komputerach PC.
Magistrala systemowa EISA (Extended Industry Standard Architecture), opracowana w 1988 roku, zapewnia 4 GB przestrzeni adresowej, 32-bitowy transfer danych, taktowanie około 8 MHz, ma maksymalną teoretyczną szybkość przesyłania danych 33 MB / si jest kompatybilny z ISA.
Bus MCA zapewnia również 32-bitową transmisję danych, taktowaną z częstotliwością 10 MHz, ale nie jest kompatybilna z magistralą ISA i jest używana tylko w komputerach IBM.
Lokalna magistrala VESA-Local-Bus (VLB) miał na celu zwiększenie wydajności kart wideo i kontrolerów dysków. Był podłączony bezpośrednio do procesora i486 i tylko do niego. Po wprowadzeniu procesora Pentium, VESA rozpoczęła prace nad nowym standardem VLB w wersji 2, który przewiduje użycie 64-bitowej magistrali danych i zwiększenie liczby gniazd rozszerzeń. Oczekiwana szybkość przesyłania danych wynosi do 400 MB / s.
Magistrala PCI (Peripheral Component Interconnection) w pierwszej wersji była używana jako magistrala lokalna i była przeznaczona do tych samych celów, co poprzednia magistrala (VLB). W obecnej drugiej wersji magistrala PCI odnosi się do szyn I / O. W tym przypadku połączenie magistrali centralnego procesora i PCI odbywa się za pośrednictwem tak zwanej zworki PC1, mostka PCI lub kontrolera, które dopasowują magistralę centralnego procesora do magistrali PCI. Oznacza to, że PCI może współpracować z procesorami różnych platform i generacji.
Magistrala VME stała się bardzo popularna jako magistrala I / O w stacjach roboczych i serwerach opartych na procesorach RISC. Magistrala ta jest wysoce znormalizowana, posiada kilka wersji tego standardu: VME32, VME64.
W jednoprocesorowych i wieloprocesorowych stacjach roboczych oraz serwerach opartych na mikroprocesorach architektury SPARC stosuje się jednocześnie kilka typów magistral: Sbus, Mbusi XDBusgdzie Sbus jest używany jako magistrala we / wy, a Mbus i XDBus są używane jako magistrale do łączenia dużej liczby procesorów i pamięci.
Lokalna magistrala AGP (Accelerated Graphics Port) był pierwotnie przeznaczony wyłącznie do grafiki i był w stanie poprawić wydajność aplikacji wideo. Do korzystania z technologii AGP potrzebny jest zestaw chipy Intel 440LX, co pozwala na odciążenie stosunkowo „wąskiej” (133 Mb / s) szyny PCI z wymagającej zasobów karty wideo i podłączenie jej do „szerszej” (528 Mb / s) szyny AGP specjalnie dla niej zaprojektowanej. Z drugiej strony PCI pozostaje wolniejszymi urządzeniami, których działanie jest znacznie poprawione poprzez odłączanie szybszych urządzeń od magistrali, które co jakiś czas tworzą „korki” w szybkim przepływie danych. Zestaw 440LX nie tylko obsługuje AGP, ale także pozwala na użycie szybkiej pamięci SDRAM w maszynach opartych na Pentium II, co zapewnia więcej wysoka wydajnośćniż EDO DRAM używany w maszynach Pentium II ze starszym chipsetem.
PCI-X - rozszerzenie Magistrala PCI, która pracuje z częstotliwością zegara 133 MHz. PCI-X jest wstecznie kompatybilny z PCI, wymaga nowego chipsetu Intel 450 NX, a nowy schemat wymiany rejestrów zapewnia przepustowość 1,06 Gb / s (8 Gb / s), czyli prawie sześciokrotnie większą wydajność. Przede wszystkim PCI-X jest przeznaczony do łączenia wysokowydajnych adapterów, takich jak Gigabit Ethernet, Ultra 3SCSI i Fibre Channel (FC-AL).
Karta VLB SVGA
Przypisanie styków złącza VLB
Lokalny autobus VESA (VL-Bus lub VLB) to typ magistrali lokalnej opracowany przez VESA dla komputerów osobistych. Magistrala VLB jest zasadniczo rozszerzeniem wewnętrznej szyny mikroprocesora Intel 80486 do komunikacji z kartą wideo i rzadziej z kontrolerem HDD. Rzeczywista szybkość przesyłania danych przez VLB wynosi 80 MB / s (teoretycznie osiągalna - 132 MB / s).
Historia
Jak wygląda miejsce na autobus
Gniazdo VLB było przedłużeniem magistrali ISA. Dlatego karty do magistrali ISA mogą być włożone do gniazda VLB i działać. To sprawiło, że złącze było dość długie, iz tego powodu skrót VLB żartobliwie oznacza Very Long Bus (Very Long Bus). Dodatkowa część złącza VLB była koloru jasnobrązowego i wykorzystywała to samo złącze 116-pinowe co MicroChannel. Fizyczne złącze (gniazdo, współczynnik kształtu) magistrali PCI praktycznie pokrywa się z dodatkową częścią złącza VLB, ale znajduje się na tylnej krawędzi płyta główna i ma inne przypisania pinów.
Szczegóły techniczne
VLB było rozszerzeniem magistrali ISA tylko dla procesorów Intel 80486 i wykorzystywało jego cechy techniczne. W rzeczywistości fizyczne linie magistrali systemowej (pamięć procesora) trafiły do \u200b\u200bstyków dodatkowego gniazda. W ten sposób procesor mógłby bezpośrednio uzyskać dostęp do buforów i pamięci kontrolerów działających na VLB. Dla procesora wyglądało to jak dodatkowe moduły zwykłej pamięci (współdzielona przestrzeń adresowa). Tym samym procesor pracował z urządzeniem z takimi samymi prędkościami jak z pamięcią (podczas gdy ISA wykorzystywał częstotliwość taktowania 8 MHz i 16-bitową szynę), co zapewniało wysoką wydajność.
W przypadku procesorów Pentium i NexGen funkcjonalność VLB została zaimplementowana przy użyciu dodatkowych mostków w chipsecie, co doprowadziło do katastrofalnego spadku wydajności.
W magistralach kontrolerów wideo (AGP, PCI-Express) to podejście jest nadal stosowane („mostek północny” - mikroukład łączący procesor, pamięć i magistralę grafiki).
W nowych procesorach Intel i AMD dostęp do pamięci i magistrali graficznej uzyskuje się bezpośrednio przez kontroler wbudowany bezpośrednio w procesor.
Magistrala VLB praktycznie przestała być używana razem z procesorem i486 i podstawową magistralą ISA, której parametry elektryczne i czasowe zostały zastosowane oraz której rozszerzenie było.
Magistrala PCI nie była strukturalnie kompatybilna z żadnym ze swoich poprzedników, została opracowana jako dalszy rozwój magistrali MicroChannel i SBus) i zasadniczo różni się od VLB dużą liczbą możliwości, zarówno automatyczne strojenie sprzęt i wygodę jego użytkowania, na przykład obecność bezpośredniego dostępu do pamięci (DMA) - zdolność magistrali do tło (bez interwencji CPU) przesyłają dane między buforem płyta zewnętrzna i pamięć RAM. Ponadto magistrala PCI nie była tak ściśle związana z określonym typem procesora i mogła obsłużyć większą liczbę gniazd. To z góry określało przemieszczenie szyny VLB przez szynę PCI.
Karty VLB, z rzadkimi wyjątkami, nie mogły działać tylko w gnieździe ISA.
