Презентация по информатике "Интерфейсные шины". Интерфейсные шины


Интерфейсы шин расширения и видеокарт

Наиболее наглядно и полно можно проследить и прочувствовать проблемы и тенденции развития систем ввода-вывода при рассмотрении ретроспективы эволюции интерфейсов и структур систем ввода-вывода на примере персональных компьютеров типа IBM PC.

В начале эры персональных компьютеров частота работы процессора составляла 10 МГц, при этом на выполнение даже самых простейших операций процессор затрачивал несколько тактов. В таких условиях для обеспечения бесперебойной работы процессора было достаточно всего 4 миллионов обращений к памяти в секунду, что соответствовало циклу работы в 250 нс. Этим условиям удовлетворяла одношинная структура систем ввода-вывода, когда все устройства компьютера, включая ОЗУ, общались с процессором через общую шину (рис.1a), которую называли системной. Все интерфейсы ПУ подключались к этой шине. Наиболее распространенной системной шиной в этот период стала сначала 8-разрядная, затем 16-разрядная шина ISA (Industry Standard Architecture), работающая на частоте 8 МГц.

Рис. 1А. Одношинная структура систем ввода-вывода

Существуют две модификации шины ISA, работающие на одинаковой тактовой частоте 8,33 МГц и отличающиеся только разрядностью:

8-разрядная шина ISAявлялась родоначальником в семействе шинISAи отличалась крайне низкой пропускной способностью.

16-разрядная шина ISA, пришедшая ей на смену, состоит из двух частей, одна из которых в точности соответствует слоту 8-разрядной шиныISA, а на контакты второй выведены линии для дополнительных адресов ввода-вывода, прерываний и линийDMA. Следовательно, короткие 8-разрядные карты можно установить в 16-разрядный слот, но не наоборот.

Устаревая в офисных компьютерах, шина ISA(IndustryStandardArchitecture) и ее промышленные аналоги не теряют своей популярности в промышленных системах. Основная причина такого явления заключается в том, что характеристикиISAполностью удовлетворяют требованиям задач промышленности: не слишком высокие скорости обмена данными, преобладание одиночных операций чтения/записи над пакетными и т.п. Кроме того, существует огромное количествоISA-плат ввода-вывода, выпущенных во времена расцвета шины, ее относительная простота и низкая стоимость.

Передача байта данных по шине ISA происходит следующим образом: сначала на адресной шине выставляется адрес ячейки RAM или порта устройства ввода/вывода, куда следует передать байт, затем на линии данных выставляется байт данных. Призводится задержка тактами ожидания и подается сигнал на передачу байта (строб записи), причем неизвестно, успели записаться данные или нет.

В большинстве случаев передачи по шине выполняются за два такта (если позволяет быстродействие устройства). На шине ISA возможны задержки, например, в случае обмена другого устройства с памятью в режиме ПДП. Таким образом, временные характеристики ЭВМ существенно зависят от ее конфигурации, от того, какие еще устройства и как используются в системе.

Характеристики шины ISA

Год создания: 1984

Разрядность шины данных: 8, 16;

Разрядность шины адреса: 20, 24

Частота шины: 8,33 МГц;

Максимальная пропускная способность: 8 МБ/с

Промышленные аналоги ISA:PC-104,MicroPC.

EISA

В 1998 г. появилась шина EISA (Extended Industry Standart Architecture), которая обладала повышенной пропускной способностью (до 33 Мбайт/с) по сравнению с ISA. Тем не менее, в силу ряда причин применялась преимущественно в серверах и специализированных системах. Тактовая частота работы EISA также составляет 8 МГц. Максимальное быстродействие достигается за счет увеличения разрядности (32 разряда против 16) и применения специальных пакетных режимов передачи. В настоящее время шина EISAустарела.

С ростом частоты работы ПК и изменения времени доступа к ОЗУ пропускная способность шины ISA стала тормозить работу процессора. Решение проблемы нашли в выделении канала передачи данных МП-ОЗУ в отдельную шину, построенную на базе внешнего интерфейса МП, и изолированную от медленной шины ISA посредством контроллера шины данных. Это повысило производительность работы центрального процессора. Все ПУ продолжали взаимодействовать с центральным процессором через системную шину (см. рис. 1б).

Рис. 1Б. Структура ПЭВМ с системной шиной

С дальнейшем ростом частоты работы МП тормозом в работе стало ОЗУ. Тогда ввели дополнительную высокоскоростную кэш-память, что уменьшило простои МП. На определенном этапе развития компьютеров стали широко использовать мультимедиа. Сразу выявилось узкое место во взаимодействии центрального процессора и видеокарты. Имеющиеся системные шины ISA, ЕISA не удовлетворяли этим условиям.

Выход был найден с разработкой и внедрением высокоскоростных локальных шин, посредством которых можно было связаться с памятью, на этой же шине работали жесткие диски, что также повышало качество вывода графической информации. Первой такой шиной была шина VL-bus, практически повторявшая интерфейс МП i486. Затем появилась локальная шина РСI (PeripheralComponentInterconnect). Она была процессорно-независимой и поэтому получила наибольшее распространение для последующих типов МП. Эта шина имела частоту работы 33 МГц и при 32-х разрядных данных обеспечивала пропускную способность в 132 Мбайт/сек (см. рис. 1в). Системная шина ISA по-прежнему использовалась в компьютерах, что позволяло применять в новых компьютерах огромное количество ранее разработанных аппаратных и программных средств.

Рис. 1в. Структура ПЭВМ с высокоскоростными локальными шинами

studfiles.net

Презентация по информатике "Интерфейсные шины"

Интерфейсные шины Автор презентации Панфилова Виктория

Интерфейсные шины

Автор презентации

Панфилова Виктория

Интерфейс – это система связей и взаимодействия устройств компьютера. – это средства взаимодействия пользователей с операционной системой компьютера, или пользовательской программой.

Интерфейс

– это система связей и взаимодействия устройств компьютера.

– это средства взаимодействия пользователей с операционной системой компьютера, или пользовательской программой.

Виды интерфейсов Графический – взаимодействие с компьютером организуется с помощью пиктограмм, меню, диалоговых окон. Интеллектуальный – средства взаимодействия пользователя с компьютером на естественном языке пользователя

Виды интерфейсов

  • Графический – взаимодействие с компьютером организуется с помощью пиктограмм, меню, диалоговых окон.
  • Интеллектуальный – средства взаимодействия пользователя с компьютером на естественном языке пользователя
Шина AGP – разработанная в 1996 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты.

Шина AGP

– разработанная в 1996 году компанией Intel, специализированная 32-битная системная шина для видеокарты.

Шина VLB – дополняет стандартную системную шину ISA при обмене данными процессора с контроллерами монитора жесткого диска, кэш-памяти, сети и др.

Шина VLB

– дополняет стандартную системную шину ISA при обмене данными процессора с контроллерами монитора жесткого диска, кэш-памяти, сети и др.

Шина PCI – шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.

Шина PCI

– шина ввода/вывода для подключения периферийных устройств к материнской плате компьютера.

Шина ISA – шина ввода/вывода IBM PC – совместимых компьютеров. Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъема материнской плате.

Шина ISA

– шина ввода/вывода IBM PC – совместимых компьютеров. Служит для подключения плат расширения стандарта ISA. Конструктивно выполняется в виде 62-х или 98-контактного разъема материнской плате.

Основным направлением совершенствования архитектуры персонального компьютера является максимальное ускорение обмена информацией с системной памятью. Из системной памяти компьютер читает все исполняемые команды, и в системной же памяти он хранит данные.

Основным направлением совершенствования архитектуры персонального компьютера является максимальное ускорение обмена информацией с системной памятью. Из системной памяти компьютер читает все исполняемые команды, и в системной же памяти он хранит данные.

Системная магистраль должна обеспечить сопряжение с большим числом устройств, поэтому она должна иметь довольно большую протяженность, она требует применения входных и выходных буферов для согласования с линиями магистрали

Системная магистраль должна обеспечить сопряжение с большим числом устройств, поэтому она должна иметь довольно большую протяженность, она требует применения входных и выходных буферов для согласования с линиями магистрали

Системная память подключается не к системной магистрали, а к специальной высокоскоростной шине, находящийся «ближе» к процессору, не требующих сложных буферов и больших расстояний. Любой процессор архитектуры  86 CPU обязательно оснащен процессорной шиной.

Системная память подключается не к системной магистрали, а к специальной высокоскоростной шине, находящийся «ближе» к процессору, не требующих сложных буферов и больших расстояний. Любой процессор архитектуры  86 CPU обязательно оснащен процессорной шиной.

Назначение шин к локальной шине подключается центральный процессор и кэш-память к шине памяти подключается оперативная и постоянная компьютера, а также контроллер системной шины к системной шине подключаются все остальные устройства компьютера

Назначение шин

  • к локальной шине подключается центральный процессор и кэш-память
  • к шине памяти подключается оперативная и постоянная компьютера, а также контроллер системной шины
  • к системной шине подключаются все остальные устройства компьютера
В компьютере применяются 2 и более системные шины. Каждая из них имеет свой собственный контроллер, и работают они параллельно. В этом случае получается многошинная структура компьютера

В компьютере применяются 2 и более системные шины.

Каждая из них имеет свой собственный контроллер, и работают они параллельно.

В этом случае получается многошинная структура компьютера

videouroki.net

3.2. Системные платы. Шины, интерфейсы

Основная электронная часть ПК конструктивно располагается в системном блоке. Системный блок может быть нескольких размеров и типов, например настольным, типа «башня». Различные компоненты компьютера внутри системного блока размещаются на системной плате, которую именуют материнской.

Материнская плата играет значительную роль, так как от ее характеристик во многом зависит работа ПК. Существует несколько типов системных плат, которые обычно предназначены для конкретных микропроцессоров. Выбор системной платы во многом определяет возможности будущей модернизации компьютера. Выбирая системную плату, необходимо учитывать следующие ее характеристики:

• возможные типы используемых микропроцессоров с учетом их рабочих частот;

• число и тип разъемов системной шины;

• базовый размер платы;

• возможность наращивания оперативной и кэш-памяти;

• возможность обновления базовой системы ввода-вывода (BIOS).

На системной плате располагаются одна или несколько интегральных микросхем. Они управляют коммуникациями между процессором, памятью и устройствами ввода-вывода. Их называютсистемным набором микросхем (chipset).

Наибольшим спросом среди микросхем пользуются Intel 440LX, Intel 440ВХ. Самым крупным производителем системных плат является фирма Intel, которая ввела большинство технологических и технических новшеств для системных плат. Однако изделия фирмы Intel недешевы.

Непосредственно на системной плате находится системная шина, которая предназначена для передачи информации между процессором и остальными компонентами ПК. С помощью шины происходит как обмен информацией, так и передача адресов, служебных сигналов.

В IBM PC-совместимых компьютерах вначале использовалась 16-разрядная шина, работающая с тактовой частотой 8 МГц. После появления новых микропроцессоров и высокоскоростных периферийных устройств был предложен новый стандарт – шина МСА с более высокой тактовой частотой. Она содержала функции арбитража, позволяющие избегать конфликтных ситуаций при совместной работе нескольких устройств. В этой шине увеличена пропускная способность и достигнута большая компактность, а разрядность шины МСА-16 и 32.

В 1989 г. была разработана шина EISA, фактически ставшая надстройкой ISA. Данная шина применялась в основном в высокопроизводительных серверах и профессиональных рабочих станциях, предъявляющих высокие требования к быстродействию.

Чтобы увеличить производительность системы, с 1991 г. стали использовать так называемые локальные шины. Они связывали процессор непосредственно с контроллерами периферийных устройств и тем самым увеличивали общее быстродействие ПК. Среди локальных шин наибольшей известностью пользуется шина VL-bus, которая была ориентирована на ПК с микропроцессорами семейства i486, хотя может также работать и с процессорами Pentium.

Процессорно-независимая шина PCI работает с тактовой частотой 33 МГц и обладает высокой скоростью передачи данных. Специально для этой шины выпущены многие адаптеры периферийных устройств – видеоплаты, контроллеры дисков, сетевые адаптеры и др.

Для работы с графическими и видеоданными разработали шину AGP, более быструю, чем PCI. Шина AGP напрямую соединяет графический адаптер с оперативной памятью ПК, а это очень важно при работе с видео-, двух– и трехмерными приложениями; функционирует она на частоте 66 МГц.

Периферийные устройства подключаются к системной шине с помощью контроллеров или адаптеров. Адаптеры представляют собой специальные платы, различные для разных типов периферийных устройств.

studfiles.net

Интерфейсные шины - Справочник химика 21

    Современные радиоизмерительные приборы, как правило, имеют встроенные интерфейсные функции, которые позволяют осуществлять прием извне определенных сигналов (в двоичном коде) и передачу измерительной информации внешнему потребителю (ЭВМ, на цифропечатающее устройство, на другой прибор и т. д.). Обмен сигналами управления и информации между приборами, ЭВМ (контроллером), объектом измерений производится с помощью стандартизованного канала общего пользования (КОП). При приборно-модульном принципе построения АИС в нашей стране и за рубежом наиболее часто применяют стандартный интерфейс МЭК 625.1 (Международная электротехническая комиссия), представленный отечественным ГОСТ 26.003—80 (Система интерфейса для измерительных устройств с байт-последователь-ным бит-параллельным обменом информации). Иногда считают, что интерфейс — это стандартная магистраль (шина). На самом деле интерфейс представляет собой совокупность встроенных в измерительные приборы интерфейсных плат (или приданных к приборам адаптирующих устройств), собственно стандартной магистрали (канала общего пользования), стандартного регламента (программы) управления измерительными приборами с помощью ЭВМ (контроллера) и вспомогательных устройств (коммутаторов, внешних регистрирующих устройств и др.). Интерфейс по стандарту МЭК 625.1 не по всем параметрам удовлетворяет задачам создания универсальных АИС. [c.19]     Задача глобального мониторинга Мирового океана предъявляет высокие требования к системам обработки информации. Задавшись скоростью движения носителя 180 км/ч и пространственным разрешением 1 м, получим минимальную частоту передатчика—50 Гц. При работе со стандартной 512-канальной регистрирующей системой средняя плотность входного потока информации составляет 400 кбит/с. При сканировании луча перпендикулярно направлению движения носителя, проведению стратификационных и кинетических измерений это значение увеличивается на 3—4 порядка. Оперативный контроль за рядом параметров (высота, курс, координаты, скорость движения носителя и т. д.), а также требование картографического вывода окончательной информации в масштабе реального времени прибавляют еще 3 порядка. Для обработки такого количества информации (2000 гигабит/с) при жестких лимитах на габариты и вес аппаратуры, высоких требованиях к надежности при работе в сложной электромагнитной обстановке, вибрациях и т. д. (одним словом, в экспедиционных условиях ) необходимо распараллеливание алгоритмов решения задач, применение мощных 32-разрядных мультимикропроцессорных систем. Наиболее полно таким требованиям отвечает мультипроцессорная система в стандарте интерфейсной шины VME-bus, связанная оптическими линиями с периферийными устройствами и специализированными матричными или ассоциативными процессорами. [c.167]

    Другая категория интерфейсных шин относится к внешнему типу и является временной по своей природе. Обычно такие шины изготавливают в виде гибкого многожильного кабеля, к концам которого присоединены штекеры/гнезда. Штекеры вставляются в разъемы соединяемых приборов. Когда необходимо соединить несколько приборов, используются штекеры многополосного типа. Сушествует несколько типов внешних стандартных шин, из которых наиболее известны ШЕЕ-583 (САМАС), IEEE-488 (приборная шина), RS-232- , разработанная EIA. Краткое описание каждой из них дано ниже. [c.252]

    Приборы, присоединенные к шине интерфейса, могут находиться в одном из трех состояний неактивное, передача, прием. Приборы, которые способны только принимать данные (печатающие устройства, дисплеи, графопостроители), рассматриваются как слушатели , в то время как устройства, способные передавать информацию (например, накопитель на магнитной ленте, счетчик, вольтметр), считаются докладчиками . Некоторые приборы действуют и как слушатели, и как докладчики (например, цифровой вольтметр или другой программируемый прибор). Дополнительно к слушателям и докладчикам к интерфейсу могут быть присоединены управляющие — приборы, которые могут посылать в интерфейсную шину управляющую информацию (адреса и команды). Примером приборов этого типа является калькулятор или компьютер с соответствующим интерфейсом ввода/вывода, например ommodore РЕТ. В каждый момент времени активен только один докладчик, но активных слушателей может быть до 14. Хотя к шине обычно подсоединено несколько управляющих, в каждый момент времени активен только один из них. [c.258]

    Интерфейсная функция запроса на обслужнтание. Основное ее назначение — выработка сообщения контроллеру о необходимости обслуживания данного прибора. Пря последовательном опросе приборе со стороны контроллера для выявления конкретного прибора, пославшего запрос на обслуживание, схема, реализующая рассматриваемую интерфейсную функцию, должна при обращении к данному устройству выработать ответный сигнал (в соответствии со стандар.том — импульс на шине DI07). [c.496]

chem21.info

Шинные интерфейсы материнской платы

Связь между всеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера.

ISA. Историческим достижением компьютеров платформы IBM PC стало внедрение почти двадцать лет назад архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA (Industry Standard Architecture). Она не только позволила связать все устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение новых устройств через стандартные разъемы (слоты). Пропускная способность шины, выполненной по такой архитектуре, составляет до 5,5 Мбайт/с, но, несмотря на низкую пропускную способность, эта шина продолжает использоваться в компьютерах для подключения сравнительно «медленных» внешних устройств, например звуковых карт и модемов.

EISA. Расширением стандарта ISA стал стандарт EISA (Extended ISA), отличающийся увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (до 32 Мбайт/с). Как и ISA, в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами IS A/EISA и устройств, подключаемых к ним, прекращается.

VLB. Название интерфейса переводится как локальная шина стандарта VESA (VESA Local Bus). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Оно связано тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поколений (Intel 80386 и Intel 80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина ISA/EISA) стало недостаточно для обмена между процессором и оперативной памятью. Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины. Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который тоже требует повышенной пропускной способности, — так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с.

Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шине. Так, например, при частоте 50 Мщ к шине может быть подключено только одно устройство (видеокарта). Для сравнения скажем, что при частоте 40 Мгц возможно подключение двух, а при частоте 33 Мгц — трех устройств.

PCI. Интерфейс PCI (Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов) был введен в персональных компьютерах, выполненных на базе процессоров Intel Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Для связи с основной шиной компьютера (ISA/ EISA) используются специальные интерфейсные преобразователи — мосты PCI (PCIBridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета).

Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают частоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных и 528 Мбайт/с для 64-разрядных данных.

Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти.

Конфликты между устройствами за обладание одними и теми же ресурсами (номерами прерываний, адресами портов и каналами прямого доступа к памяти) вызывают массу проблем у пользователей при установке устройств, подключаемых к шине ISA. С появлением интерфейса PCI и с оформлением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств — эти функции во многом были возложены на операционную систему.

FSB. Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro используется специальная шина, получившая название Front Side Bus (FSB). Эта шина работает на очень высокой частоте 100-125 МГц. В настоящее время внедряются материнские платы с частотой шины FSB 133 МГц и ведутся разработки плат с частотой до 200 МГц. Частота шины FSB является одним из основных потребительских параметров — именно он и указывается в спецификации материнской платы. Пропускная способность шины FSB при частоте 100 МГц составляет порядка 800 Мбайт/с.

AGP. Видеоадаптер — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной шины PCI видеоадаптер всегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Сегодня параметры шины PCI уже не соответствуют требованиям видеоадаптеров, поэтому для них разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port — усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI (33 МГц или 66 МГц), но она имеет много более высокую пропускную способность — до 1066 Мбайт/с (в режиме четырехкратного умножения).

PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association — стандарт международной ассоциации производителей плат памяти для персональных компьютеров). Этот стандарт определяет интерфейс подключения плоских карт памяти небольших размеров и используется в портативных персональных компьютерах.

USB (Universal Serial Bus —универсальная последовательная магистраль). Это одно из последних нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика и составляет до 1,5 Мбит/с, но для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем, джойстик и т. п., этого достаточно. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения.

Похожие статьи:

poznayka.org

Интерфейсы шин

Компьютеры Интерфейсы шин

просмотров - 54

Обработка прерываний

Прерывания играют важную роль в работе микропроцессора и, соответственно, всœей ЭВМ. События, вызывающие прерывания, делят на фатальные и нефатальные. На фатальные процессор реагирует единственным способом: прекратить исполнение программы, выдать код ошибки. Пример: переполнение разрядной сетки, результатом вычисления является ошибка, в связи с этим процессор обязан остановиться и сообщить об этом.

Различают два вида прерываний: внутрипроцессорные и прерывания от внешних устройств. При возникновении внутреннего прерывания дальнейшее выполнение программы становится невозможным, и управление передаётся операционной системе, которая в зависимости от вида прерывания выполняет действия, направленные на устранение возникшей ошибки, а в случае невозможности устранения останавливается работа ЭВМ.

Прерывания от внешних устройств вызывает запоминание текущего состояния выполнения программы, и управление передаётся подпрограмме обработки прерывания. После окончания обработки прерывания процессор восстанавливает из стека состояние своих регистров и продолжает выполнение основной программы.

Пример на людях: пусть в кабинœете руководителя идет важное совещание по подведению итогов работы предприятия, и в данный момент по телœефону поступает важная информация, которая требует немедленного принятия решения. Руководитель, прервав свое выступление, снимает трубку и выясняет суть дела. Далее либо принимает решение немедленно, либо предлагает подождать ввиду его не срочности до окончания совещания. Затем произносится что-нибудь в духе: «Так, на чем мы остановились?» и продолжает совещание. Либо по результатам звонка совещание может быть отменено.

Связь между всœеми собственными и подключаемыми устройствами материнской платы выполняют ее шины и логические устройства, размещенные в микросхемах микропроцессорного комплекта (чипсета). От архитектуры этих элементов во многом зависит производительность компьютера. Описание базовых интерфейсов шин представлены ниже в последовательности их возникновения и развития.

ISA(Industry Standard Architecture).Историческим достижением компьютеров платформы IВМ PC стало внедрение в начале 80-х годов архитектуры, получившей статус промышленного стандарта ISA. Она не только позволила связать всœе устройства системного блока между собой, но и обеспечила простое подключение шины, выполненной по такой архитектуре. Пропускная способность шины ISA-16 составляет 8 Мбайт/с. Сегодня в IBM PC не используется.

EISA (Extended ISA).Является расширением стандарта ISA. Отличается от предшественника увеличенным разъемом и увеличенной производительностью (33,3 Мбайт/с). Как и ISA в настоящее время данный стандарт считается устаревшим. После 2000 года выпуск материнских плат с разъемами ISA/EISA и устройств, подключаемых к ним, прекращен.

VLB (VESA Local Bus - Локальная шина стандарта VESA). Понятие «локальной шины» впервые появилось в конце 80-х годов. Это связано с тем, что при внедрении процессоров третьего и четвертого поколений (Intel 80386 и Intel 80486) частоты основной шины (в качестве основной использовалась шина ISA/EISA) стало недостаточно для обмена данными между процессором и оперативной памятью. Локальная шина, имеющая повышенную частоту, связала между собой процессор и память в обход основной шины. Впоследствии в эту шину «врезали» интерфейс для подключения видеоадаптера, который также требует повышенной пропускной способности шины, — так появился стандарт VLB, который позволил поднять тактовую частоту локальной шины до 50 МГц и обеспечил пиковую пропускную способность до 130 Мбайт/с. Основным недостатком интерфейса VLB стало то, что предельная частота локальной шины и, соответственно, ее пропускная способность зависят от числа устройств, подключенных к шинœе. Так, к примеру, при частоте 50 МГц к шинœе может быть подключено только одно устройство (видеокарта). Важно заметить, что для сравнения скажем, что при частоте 40 МГц возможно подключение двух, а при частоте 33 МГц — трех устройств. Активное использование шины VLB продолжалось очень недолго, она была вскоре вытеснена шиной PCI.

PCI(Peripheral Component Interconnect — стандарт подключения внешних компонентов) Этот интерфейс был введен в персональных компьютерах во времена процессора 80486 и первых версий Pentium. По своей сути это тоже интерфейс локальной шины, связывающей процессор с оперативной памятью, в которую врезаны разъемы для подключения внешних устройств. Важно заметить, что для связи с основной шиной компьютера (ISA/EISA) использовались специальные интерфейсные преобразователи — мосты PCI (PCI Bridge). В современных компьютерах функции моста PCI выполняют микросхемы микропроцессорного комплекта (чипсета). Данный интерфейс поддерживает частоту шины 33 МГц и обеспечивает пропускную способность 132 Мбайт/с. Последние версии интерфейса поддерживают частоту до 66 МГц и обеспечивают производительность 264 Мбайт/с для 32-разрядных данных. Важным нововведением, реализованным этим стандартом, стала поддержка так называемого режима plug-and-play, впоследствии оформившегося в промышленный стандарт на самоустанавливающиеся устройства. Его суть состоит в том, что после физического подключения внешнего устройства к разъему шины PCI происходит обмен данными между устройством и материнской платой, в результате которого устройство автоматически получает номер используемого прерывания, адрес порта подключения и номер канала прямого доступа к памяти. Конфликты между устройствами за обладание одними и теми же ресурсами (номерами прерываний, адресами портов и каналами прямого доступа к памяти) вызывали массу проблем у пользователœей при установке устройств, подключаемых к шинœе ISA. С появлением интерфейса PCI и внедрением стандарта plug-and-play появилась возможность выполнять установку новых устройств с помощью автоматических программных средств — эти функции во многом были возложены на операционную систему.

FSB (Front Side Bus).Шина PCI, появившаяся в компьютерах на базе процессоров Intel Pentium как локальная шина, предназначенная для связи процессора с оперативной памятью, недолго оставалась в этом качестве. Сегодня она используется только как шина для подключения внешних устройств, а для связи процессора и памяти, начиная с процессора Intel Pentium Pro, используется специальная шина, получившая название FSB. Современные типы памяти (DDR SDRAM – Double Data Rate SDRAM, RDRAM) способны передавать несколько сигналов за один такт шины FSB, что повышает скорость обмена данными с оперативной памятью. Производительность шины типа AGTL+ (Pentium III) составляет 1066 Мбайт/с на частоте 133 МГц. Пришедшая ей на смену шина типа QPB (Quad-Pumped Bus) в процессорах фирмы Intel от Pentium 4 до Core 2 (передает данные 4 раза за такт) при частоте 200 МГц (максимальная 400МГц) имеет производительность 6,4 Гбайт/с (при 400 МГц соответственно 12,8 Гбайт/с). Тип шины EV6, применявшийся фирмой AMD в процессорах от Athlon до AMD K8 включительно, имеет производительность 3,2 Гбайт/с при частоте 200 МГц. Данные при этом передаются два раза за такт.

На смену QPB пришла QPI (Quick Path Interconnect). Применяется в современных наборах cиcтемной логики для Intel (Intel Core i7). Шина разработана фирмой Intel. Имеет разрядность в 20 бит, двунаправленная, с пропускной способностью в одном направлении 12,8 Гбайт/с, что вдвое быстрее FSB. Применяется в Intel Core i7. В более дешевых процессорах Intel Core i5, i3 используется более простая двунаправленная полнодуплексная шина DMI (Direct Media Interface), являющаяся электрически измененной версией PCI Express 4x и обеспечивающая пропускную способность до 2 Гбайт/с.

В процессорах AMD на смену шины EV6 пришла HT (HyperTransport) – двунаправленная последовательно/параллельная шина, имеющая частоты в диапазоне 200-3200 МГц. Применяется в наборе системной логики NVIDIA для процессоров AMD – для связи набора системной логики NForce с процессором и для связи северного и южного мостов этой логики. Последняя версия шины НТ v. 3.1 (2008 ᴦ.) при частоте 3,2 ГГц имеет пропускную способность в одном направлении 20,8 Гбайт/с (в двух 51,6 Гбайт/с), что делает её самой быстрой шиной среди подобных. Поддерживает технологии энергосбережения.

HT v.1 (Athlon 64/FX/Opteron) – 1000 МГц – 8 Гбайт/с.

НТ v.3 (Turion 64 X2/Phenom/PhenomII) – 2000 МГц – 16 Гбайт/с.

AGP (Advanced Graphic Port).Видеоадаптер — устройство, требующее особенно высокой скорости передачи данных. Как при внедрении локальной шины VLB, так и при внедрении локальной шины PCI видеоадаптер всœегда был первым устройством, «врезаемым» в новую шину. Когда параметры шины PCI перестали соответствовать требованиям видеоадаптеров, для них была разработана отдельная шина, получившая название AGP (Advanced Graphic Port — усовершенствованный графический порт). Частота этой шины соответствует частоте шины PCI (33 МГц или 66 МГц), однако она имеет более высокую пропускную способность за счет передачи нескольких сигналов за один такт. Число сигналов, передаваемых за один такт, указывается в виде множителя, к примеру AGP 4х (в этом режиме скорость передачи достигает 1066 Мбайт/с). Последняя версия шины AGP имеет кратность 8х.

PCI-E (PCI Express).В качестве заменышины PCI была предложена последовательная шина ввода/вывода третьего поколения 3rd Generation IO (3GIO), которая была переименована в PCI Express. Первая базовая спецификация появилась в июле 2002 ᴦ. Программная спецификация осталась совместимой с PCI, что и обусловило название шины. Пропускная способность шины в обоих направлениях составляет для PCI-E 16x v.1.0 – 8 Гбайт/с, v.2.0 (2007 ᴦ.) – 16 Гбайт/с. Максимальная скорость шины составляет 32х. В начале 2010 ᴦ. ожидается появление спецификации PCI-E v.3.0, пропускная способность которой возрастёт также в два раза. Шина позволяет подключить несколько устройств в отличие от шины AGP, что используется в современных ЭВМ для увеличения производительности графической подсистемы, путем использования нескольких (до 4х) видеоадаптеров одновременно. Шина имеет возможность горячего подключения устройств. Стоит сказать, что для низкоскоростных устройств используется разъемы PCI-E 4х, PCI-E 1х.

USB(Universal Serial Bus — универсальная последовательная магистраль). Это одно из нововведений в архитектурах материнских плат. Этот стандарт определяет способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он позволяет подключать до 256 различных устройств, имеющих последовательный интерфейс. Устройства могут включаться цепочками (каждое следующее устройство подключается к предыдущему). Производительность шины USB относительно невелика, но вполне достаточна для таких устройств, как клавиатура, мышь, модем. Удобство шины состоит в том, что она практически исключает конфликты между различным оборудованием, позволяет подключать и отключать устройства в «горячем режиме» (не выключая компьютер) и позволяет объединять несколько компьютеров в простейшую локальную сеть без применения специального оборудования и программного обеспечения. Пропускная способность USB 1.0 составила 6 МБайт/с, USB 2.0 – 60 Мбайт/с, USB 3.0 – 600 Мбайт/с.

SATA(serial ATA). Последовательный интерфейс для подключения жестких дисков, разработанный для замены PATA (parallel ATA). Благодаря последовательному интерфейсу значительно уменьшилось количество проводников в шлейфе (7 против 80). Пропускная способность SATA I – 150 Мбайт/c, SATA II – 300 Mбайт/c, SATA III – 600 Мбайт/с. Интерфейс подключения, поддерживающий режим «горячей замены» получил название eSATA(External SATA).

Читайте также

  • - Интерфейсы шин расширения и видеокарт

    Наиболее наглядно и полно можно проследить и прочувствовать проблемы и тенденции развития систем ввода-вывода при рассмотрении ретроспективы эволюции интерфейсов и структур систем ввода-вывода на примере персональных компьютеров типа IBM PC. В начале эры персональных... [читать подробенее]

  • - Интерфейсы шин

    Обработка прерываний Прерывания играют важную роль в работе микропроцессора и, соответственно, всей ЭВМ. События, вызывающие прерывания, делят на фатальные и нефатальные. На фатальные процессор реагирует единственным способом: прекратить исполнение программы,... [читать подробенее]

  • oplib.ru

    интерфейс шины - это... Что такое интерфейс шины?

     интерфейс шины

    bus interface

    Англо-русский словарь технических терминов. 2005.

    • интерфейс устройства управления
    • интерфейсная ИС

    Смотреть что такое "интерфейс шины" в других словарях:

    • интерфейс последовательной передачи данных — Интерфейс, в котором используются несимметричные относительно земляной шины сигналы: 5 15 В логическая “1” и (5 15) В логический нуль. Уровни сигнала данных и управления биполярные. Существуют два типа разъемов для RS 232: 9 и 25 штырьковые.… …   Справочник технического переводчика

    • Магистральный параллельный интерфейс — (МПИ)  стандарт, определяющий набор контактов и процедуры обмена по 16 разрядной шине с совмещением (мультиплексированием) адреса и данных. Стандарт не определяет физической реализации интерфейса. Содержание 1 Принцип работы 2 Реализации …   Википедия

    • ГОСТ Р 52072-2003: Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. Тестирование компонентов физической среды. Общие требования к методам контроля — Терминология ГОСТ Р 52072 2003: Интерфейс магистральный последовательный системы электронных модулей. Тестирование компонентов физической среды. Общие требования к методам контроля оригинал документа: затухание в кабеле: Потери мощности в кабеле… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • Насыщение шины — (англ. Bus saturation) ситуация, при которой достигается предел производительности соединительных линий между компонентами вычислительной системы. Обычно является негативным явлением и означает, что компоненты, которые соединяет шина могли… …   Википедия

    • Виганд (интерфейс) — В этой статье не хватает ссылок на источники информации. Информация должна быть проверяема, иначе она может быть поставлена под сомнение и удалена. Вы можете …   Википедия

    • Межмодульный параллельный интерфейс — Объединительная панель («корзина») ДВК Магистральный параллельный интерфейс (МПИ)  стандарт, определяющий процедуры обмена по 16 ти разрядной шине с совмещением (мультиплексированием) адреса и данных. Стандарт не определяет физической реализации… …   Википедия

    • кабель магистральной шины — кабель магистральной шины: Кабель, выполненный в виде витой электропроводной экранированной пары проводов с наружной защитной оболочкой и электрическими разъемами на концах. При сборке с разветвителями кабели образуют общую магистральную шину… …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

    • SSI (интерфейс передачи данных) — У этого термина существуют и другие значения, см. SSI. SSI (англ. Synchronous Serial Interface, синхронно последовательный интерфейс)  популярный последовательный интерфейс передачи данных, предназначенный для индустриальных применений …   Википедия

    • операция шины — Определенная последовательность управляющих сигналов и целое число тактовых синхроимпульсов шины, используемые для элементарной передачи данных через интерфейс. [Е.С.Алексеев, А.А.Мячев. Англо русский толковый словарь по системотехнике ЭВМ.… …   Справочник технического переводчика

    • цифровой адресный интерфейс освещения — [Интент] Цифровой адресный интерфейс освещения (Digital Addressable Lighting Interface) — стандартный цифровой протокол управления освещением с помощью таких устройств, как электронные балласты (для люминесцентного света) и диммеры (для… …   Справочник технического переводчика

    • интеллектуальный канальный интерфейс — В маршрутизаторах Bay Networks агрегат из канального модуля и соединенного с ним процессорного модуля. Между собой ILI соединяются с помощью высокоскоростной внутренней шины. Каждый ILI полностью обрабатывает пакеты, адресованные любому из портов …   Справочник технического переводчика

    dic.academic.ru