Ce dispozitive sunt conectate prin magistrala de sistem? Autobuz de sistem. În ce constă o mașină von Neumann?

Componenta principală a fiecărui PC este placa de bază (placa de sistem). Acesta găzduiește toate elementele sale principale - procesor, RAM, placă video, controlere, precum și sloturi și conectori pentru conectarea dispozitivelor periferice externe. Toate componentele plăcii de bază sunt interconectate printr-un sistem de conductori (linii) prin care se face schimb de informații. Acest set de linii se numește magistrală de informații. Se apelează o magistrală care conectează doar două dispozitive port . De exemplu, luați în considerare structura, de exemplu, a unei magistrale PC:

Interacțiunea dintre componentele PC și dispozitivele conectate la diferite magistrale se realizează folosind așa-numitele punți implementate pe unul dintre cipurile Chipset.

Autobuzele PC diferă prin scopul lor funcțional:

- magistrala de sistem utilizate de cipurile Chipset pentru a trimite informații către procesor și înapoi;

- cache bus concepute pentru a face schimb de informații între procesor și memorie cache externă;

- magistrala de memorie folosit pentru schimbul de informații între RAM și procesor;

- Autobuze I/O utilizate pentru schimbul de informații cu dispozitivele periferice.

Autobuzele I/O sunt împărțite în locale și standard. Local I/O bus este o magistrală de mare viteză concepută pentru schimbul de informații între dispozitivele periferice de mare viteză (adaptoare video, plăci de rețea etc.) și procesor. În prezent autobuzul local este PCI Express(în trecut se folosea magistrala AGP - Accelerated Graphics Port).

Standard Busul I/O este folosit pentru a conecta dispozitive mai lente (de exemplu, mouse-uri, tastaturi, modemuri). Până de curând, magistrala standard ISA a fost folosită ca această magistrală. În prezent, magistrala USB este utilizată pe scară largă.

Componentele autobuzului

Arhitectura oricărui autobuz are următoarele componente:

- linii de date(bus de date). Busul de date asigură schimbul de date între procesor, cardurile de expansiune instalate în sloturi și memorie. Cu cât este mai mare lățimea magistralei, cu atât mai multe date pot fi transferate pe ciclu de ceas și cu atât performanța PC-ului este mai mare. Calculatoarele cu un procesor din familia Pentium au o magistrală de date pe 64 de biți.

- linii pentru adresarea datelor(autobuz de adrese). Autobuzul de adrese este folosit pentru a indica adresa oricărui dispozitiv cu care procesorul face schimb de date. Fiecare componentă a PC-ului, fiecare port I/O și celulă RAM are propria sa adresă.

- linii de control de date(autobuz de control). Un număr de semnale de serviciu sunt transmise prin magistrala de control: scriere/citire, disponibilitate pentru a primi/transmite date, confirmarea primirii datelor, întrerupere hardware, control și altele. Toate semnalele magistralei de control sunt concepute pentru a asigura transmisia de date.

- controler de magistrală, controlează procesul de schimb de date și semnale de serviciu și este de obicei implementat sub forma unui cip separat, sau sub forma unui set compatibil de cipuri - Chipset.

Principalele caracteristici ale anvelopei

Latimea autobuzului determinată de numărul de conductoare paralele incluse în acesta. Prima magistrală ISA pentru PC-ul IBM a fost pe 8 biți, adică ar putea transmite 8 biți simultan. Autobuzele de sistem pentru computerele moderne, de exemplu, Pentium IV, sunt pe 64 de biți.

Capacitate autobuz determinat de numărul de octeți de informații transferați pe magistrală pe secundă. Pentru a determina lățimea de bandă a magistralei, trebuie să înmulțiți viteza ceasului magistralei cu lățimea sa de biți. De exemplu, dacă lățimea magistralei este de 64 și frecvența de ceas este de 66 MHz, atunci debitului= 8 (octeți) * 66 MHz = 528 MB/sec.

Frecvența autobuzului- aceasta este frecvența de ceas la care se fac schimb de date pe magistrală.

Dispozitivele externe sunt conectate la magistrală printr-o interfață.

Standarde pentru magistrala PC

Principiul compatibilității IBM implică standardizarea interfețelor componentelor individuale ale PC-ului, care, la rândul său, determină flexibilitatea sistemului în ansamblu, adică. capacitatea de a schimba configurația sistemului și de a conecta diverse dispozitive periferice, după cum este necesar. În cazul incompatibilității interfeței, se folosesc controlere.

Autobuz de sistem (FSB - Front Side Bus) această magistrală este concepută pentru a face schimb de informații între procesor, memorie și alte dispozitive incluse în sistem. Autobuzele de sistem includ GTL , având o adâncime de biți de 64 de biți, o frecvență de ceas de 66, 100 și 133 MHz; EV6 , a cărui specificație vă permite să creșteți frecvența de ceas la 377 MHz.

Autobuze I/O sunt îmbunătățite în conformitate cu dezvoltarea perifericelor PC.

- Autobuz ISA a fost considerat un standard pentru computer de mulți ani, dar este încă păstrat în unele PC-uri astăzi, împreună cu magistrala PCI modernă. Intel, împreună cu Microsoft, a dezvoltat o strategie pentru a elimina treptat magistrala ISA. Inițial, este planificată eliminarea conectorilor ISA de pe placa de bază și, ulterior, eliminarea sloturilor ISA și conectarea unităților de disc, mouse-urilor, tastaturi, scanere la magistrala USB și hard disk-uri, unități CD-ROM, DVD-ROM la magistrala IEEE 1394. .

- Autobuzul EISA a devenit o dezvoltare ulterioară a magistralei ISA în direcția creșterii performanței sistemului și a compatibilității componentelor sale. Autobuzul nu este utilizat pe scară largă datorită costului ridicat și lățimii de bandă, care este inferioară celei a magistralei VESA apărute pe piață.

- Autobuz VESA sau VLB , conceput pentru a conecta procesorul cu dispozitive periferice rapide și este o extensie a magistralei ISA pentru schimbul de date video. În timpul dominației pieței calculatoarelor procesor CPU 80486, magistrala VLB a fost destul de populară, dar acum a fost înlocuită cu magistrala PCI mai puternică.

- magistrala PCI (Peripheral Component Interconnect bus - interconectarea componentelor periferice) a fost dezvoltat de Intel pentru procesorul Pentium. Principiul fundamental care stă la baza magistralei PCI este utilizarea așa-numitelor punți, care comunică între magistrala PCI și alte tipuri de magistrale. Busul PCI implementează principiul Bus Mastering, care implică capacitatea unui dispozitiv extern de a controla magistrala la trimiterea datelor (fără participarea procesorului). În timpul transferului de informații, un dispozitiv care acceptă Bus Mastering preia autobuzul și devine master. În acest caz, procesorul central este eliberat pentru a se ocupa de alte sarcini în timp ce datele sunt transferate. În plăcile de bază moderne, frecvența de ceas al magistralei PCI este setată la jumătatea frecvenței de ceas al magistralei de sistem, de exemplu. Cu o viteză de ceas al magistralei de sistem de 66 MHz, magistrala PCI va funcționa la 33 MHz. În prezent, magistrala PCI a devenit standardul de facto printre magistralele I/O.

- Autobuz AGP - magistrală locală de intrare/ieșire de mare viteză, concepută exclusiv pentru nevoile sistemului video. Conectează adaptorul video cu memoria sistemului PC. Autobuzul AGP a fost proiectat pe baza arhitecturii magistralei PCI, deci este și pe 32 de biți. Cu toate acestea, are și ea caracteristici suplimentare debit crescut, în special prin utilizarea unor viteze de ceas mai mari. Dacă în versiune standard Magistrala PCI pe 32 de biți are o frecvență de ceas de 33 MHz, ceea ce oferă un debit teoretic PCI de 33 x 32 = 1056 Mbit/s = 132 MB/s, în timp ce magistrala AGP este tactată de un semnal cu o frecvență de 66 MHz. , deci debitul său în modul 1x este, 66 x 32 = 264 MB/sec; în modul 2x, frecvența de ceas echivalentă este de 132 MHz, iar lățimea de bandă este de 528 MB/sec; în modul 4x, debitul este de aproximativ 1 GB/sec.

- PCI Express – În 2004, Intel a dezvoltat un sistem secvenţial Autobuz PCI-Express cu un debit de aproximativ 4 Gb/sec. Fiecare dispozitiv conectat la această magistrală este alocat propriul canal cu un indicator de viteză de 250Mb/sec. În acest caz, puteți utiliza mai multe canale simultan, de exemplu, când transferați date pe o placă video. De asemenea, avantajele acestui autobuz includ „înlocuirea la cald” a oricărui dispozitiv conectat la acesta, fără măcar a opri alimentarea unității de sistem. Performanța de vârf a magistralei PCI Express îi permite să fie utilizată în locul magistralelor AGP și PCI, iar PCI Express este de așteptat să înlocuiască aceste magistrale în computerele personale.

- Autobuz USB (Universal Serial Bus) a fost conceput pentru a conecta dispozitive periferice de viteză medie și joasă. De exemplu, viteza de schimb de informații prin magistrala USB 2.0 este de 45 MB/s - 60 MB/s. La computerele echipate cu o magistrală USB, puteți conecta dispozitive periferice, cum ar fi o tastatură, un mouse, un joystick și o imprimantă, fără a opri alimentarea. Busul USB acceptă tehnologia Plug & Play. Când un dispozitiv periferic este conectat, acesta este configurat automat.

- Autobuz SCSI (Small Computer System Interface) oferă viteze de transfer de date de până la 320 MB/s și asigură conectarea a până la opt dispozitive la un singur adaptor: hard disk-uri, unități CD-ROM, scanere, camere foto și video. Există gamă largă Versiuni SCSI, de la prima versiune de SCSI I, care oferă un debit maxim de 5 MB/s, până la versiunea Ultra 320 cu un debit maxim de 320 MB/s.

- Autobuz UDMA (Ultra Direct Memory Access - conexiune directă la memorie). UDMA oferă transfer de date de pe hard disk la viteze de până la 33,3 MB/sec în modul 2 și 66,7 MB/sec în modul 4.

- Autobuz IEEE 1394 este un standard de magistrală serial local de mare viteză dezvoltat de Apple și Texas Instruments. Busul IEEE 1394 este proiectat pentru a face schimb de informații digitale între computere și alte dispozitive electronice, în special pentru conectarea hard disk-uriși dispozitive pentru procesarea informațiilor audio și video, precum și pentru lucru aplicatii multimedia. Este capabil să transmită date la viteze de până la 1600 Mbit/s, lucrând simultan cu mai multe dispozitive care transmit date de la la viteze diferite, ca SCSI. La fel ca USB, IEEE 1394 este complet capabil de plug & play, inclusiv capacitatea de a instala componente fără a opri computerul. Aproape orice dispozitiv capabil să funcționeze cu SCSI poate fi conectat la un computer prin interfața IEEE 1394. Acestea includ toate tipurile de unități de disc, inclusiv hard disk-uri, unități optice, CD-ROM, DVD, camere video digitale, casetofone și multe alte dispozitive periferice. Datorită capacităților atât de largi, acest autobuz a devenit cel mai promițător pentru combinarea unui computer cu electronice de larg consum.

Porturi seriale și paralele

Dispozitivele de intrare și ieșire, cum ar fi tastatura, mouse-ul, monitorul și imprimanta sunt livrate standard cu un computer. Toate dispozitivele periferice de intrare trebuie să fie conectate la PC astfel încât datele introduse de utilizator să poată nu numai să intre corect în computer, ci și să fie procesate eficient în viitor. Pentru a face schimb de date și a comunica între periferice (dispozitive de intrare/ieșire) și modulul de procesare a datelor (placa de bază), se poate organiza transferul de date în paralel sau în serie.

Port paralel. Un PC are de obicei 2 porturi paralele: LPT1 Și LPT2 . Puteți conecta imprimante și scanere la acestea. În prezent, porturile LPT sunt rar utilizate, imprimante moderne iar scanerele sunt conectate în principal la USB universal porturi.

Porturi seriale. Un PC are de obicei 4 porturi seriale: COM1 – COM4 . Acestea sunt porturi vechi și sunt rareori folosite pe computerele moderne. Vă puteți conecta la ele: un mouse de stil vechi (cu o minge mecanică) și alte dispozitive lente.

PS/2– un port pentru conectarea unei tastaturi și a unui mouse, care a fost folosit pe scară largă la un moment dat și este încă disponibil în multe computere moderne.

Port USB universal . O varietate de dispozitive sunt conectate la porturile USB, de la imprimante și scanere la unități flash și unități externe, precum și camere video și camere web, camere, telefoane, playere muzicale etc.

Sloturi pentru PC

Pentru ca placa de bază să interacționeze cu alte plăci introduse separat, sunt folosite prize speciale numite sloturi.

Sloturi PCI. PCI este un standard nu numai pentru un slot, ci și pentru magistrala în sine (canalul prin care sunt transmise informații între dispozitivele computerului). Multă vreme, sloturile PCI au fost folosite pentru a conecta dispozitive externe ( placa de sunet, placă de rețea și alte controlere). Sloturi PCI per placi moderne trei patru. Sunt foarte ușor de găsit - sunt cele mai scurte și de obicei albe, împărțite de un jumper în două părți inegale. Astăzi, sloturile PCI sunt combinate cu noile sloturi PCI-Express (folosite pentru conectarea plăcilor video).

Sloturi PCI Express. PCI-Express are două tipuri de sloturi de conectare taxe suplimentare:

PCI-Express x1 scurt (viteza de transfer de date – 250 Mb/s)

PCI-Express x16 lung (până la 4 Gb/s) – pentru conectarea unei plăci video.

Fante de instalare memorie cu acces aleator – sunt ușor de distins între toți conectorii, sunt echipate cu zăvoare speciale. Pe placă pot fi de la două până la patru, ceea ce vă permite să instalați de la 512 MB la 4 GB de RAM. Sloturile sunt strict legate de tipul de RAM, de ex. Memoria DDR3 nu poate fi introdusă într-un slot proiectat pentru memorie DDR2. Uneori există mai multe sloturi instalate pe o singură placă de bază. tipuri diferite memorie.

Un complex format dintr-un pachet de fire și circuite electronice care asigură transferul corect al informațiilor în interiorul unui computer se numește coloană vertebrală, magistrală de sistem sau pur și simplu obosi. Anvelopa este caracterizata adâncimea de biți și frecvența.

Suma maximă se numește informația transmisă simultan latimea autobuzului. Lățimea magistralei este determinată de adâncimea de biți a procesorului și este în prezent de 64 de biți. Cu cât lățimea autobuzului este mai mare, cu atât mai multe informatii poate trăda într-o unitate de timp.

Procesorul caută un dispozitiv sau o celulă de memorie. Fiecare dispozitiv sau celulă are propria sa adresă. Adresa este transmisă prin magistrala de adrese, prin care semnalele sunt transmise într-o singură direcție de la procesor la RAM și dispozitive. Lățimea magistralei de adrese determină spațiul de adrese al procesorului, adică numărul de celule de memorie. Numărul de celule de memorie adresabile este calculat prin formula: N = 2i, Unde i– lățimea magistralei de adrese. Dacă magistrala de adrese are o lățime de 32 de biți, atunci numărul maxim posibil de celule de memorie adresabile este 232 = 4.294.967.296 de celule.

Informațiile de pe magistrală sunt transmise sub formă de impulsuri curent electric. Autobuzul nu funcționează continuu, ci în cicluri. Este apelat numărul de cicluri de funcționare a magistralei pe unitatea de timp frecvența magistralei.

Autobuzul conectează nu numai procesorul și memoria RAM, ci practic toate dispozitivele computerului - discuri, tastatură, afișaj etc. – într-un fel sau altul, primesc și transmit date prin magistrală. În acest scop, magistrala are conectori standard la care sunt conectate anumite dispozitive informatice. Dacă există o singură magistrală, atunci debitul I/O este limitat. Viteza magistralei este limitată de factori fizici - lungimea magistralei și numărul de dispozitive conectate. Prin urmare, în modern sisteme mari se foloseşte un complex de autobuze interconectate. În mod tradițional, magistralele sunt împărțite în magistrale care asigură comunicarea între procesor și magistralele de memorie și I/O.

Autobuzele I/O pot fi mari, suportă multe tipuri de dispozitive și, de obicei, urmează un standard de magistrală. Magistralele procesor-memorie sunt relativ scurte, de mare viteză și corespund organizării sistemului de memorie pentru a asigura debitul maxim al canalului memorie-procesor.

Unele computere au o singură magistrală pentru memorie și dispozitive de intrare/ieșire. Această anvelopă se numește sistemică. Local O magistrală este o magistrală care se conectează electric direct la contactele microprocesorului. De obicei, combină procesorul, memoria, circuitele de tamponare pentru magistrala de sistem și controlerul acestuia, precum și unele circuite auxiliare.

Inițial, a fost folosită magistrala ISA (8 și 16 biți, frecvență 8 MHz), creată la începutul anilor 80 și având lățime de bandă redusă. În prezent, magistrala ISA este uneori folosită pentru a conecta dispozitive cu viteză redusă (tastatură, mouse etc.).

În prezent, mai des utilizate:

ü magistrală PCI (Peripheral Component Interconnect bus – magistrală pentru interacțiunea dispozitivelor periferice);

ü AGP (Accelerated Craphic Port) magistrală grafică;

ü HyperTransport – autobuz de mare viteză pentru conectare dispozitive interne sistem informatic. Frecvența ceasului ajunge la 800 MHz. Lățimea de bandă este de până la 6,4 GB/s;

ü USB este proiectat pentru a conecta până la 256 de dispozitive externe (cum ar fi un mouse, imprimantă, scaner, cameră, tuner FM etc.) la un canal USB (pe baza principiului comun al magistralei). Lățime de bandă de până la 480 Mbps (versiunea USB 2.0).

În calculatoarele moderne, frecvența procesorului poate depăși frecvența magistralei sistemului (frecvența procesorului este de 1 GHz, iar frecvența magistralei este de 100 MHz).

Componentele dintr-un PC interacționează între ele în diferite moduri. Majoritatea componentelor interne, inclusiv procesorul, memoria cache, memoria, cardurile de expansiune și dispozitivele de stocare, comunică între ele folosind unul sau mai multe cauciucuri(autobuze).

Un autobuz în computere este un canal prin care informațiile sunt transferate între două sau mai multe dispozitive (de obicei o magistrală care conectează doar două dispozitive se numește port- port). Un autobuz are de obicei puncte de acces sau locuri la care un dispozitiv se poate conecta pentru a face parte din autobuz, iar dispozitivele din autobuz pot trimite și primi informații de la alte dispozitive. Conceptul de autobuz este destul de general atât pentru „interiorul” computerului, cât și pentru lumea exterioară. De exemplu, o conexiune telefonică într-o casă poate fi gândită ca un autobuz: informațiile circulă de-a lungul cablurilor din casă și se poate conecta la „autobuz” instalând o mufă telefonică, conectând un telefon la ea și ridicând telefon. Toate telefoanele din autobuz pot partaja informații, de ex. vorbire.

Acest material este dedicat anvelopelor PC-urilor moderne. În primul rând, sunt discutate anvelopele și caracteristicile acestora, iar apoi sunt discutate în detaliu cele mai comune anvelope din lume. Autobuze I/O(Magistrală de intrare/ieșire), numită și autobuze de expansiune(autobuze de expansiune).

Funcțiile și caracteristicile anvelopelor

Autobuzele PC sunt principalele „căi” de date de pe placa de bază. Principalul este magistrala de sistem(bus de sistem), care conectează procesorul și memoria RAM principală. Anterior, acest autobuz se numea local, dar la PC-urile moderne se numește cauciucul din față(Autobuz frontal - FSB). Caracteristicile magistralei de sistem sunt determinate de procesor; Autobuzul de sistem modern are o lățime de 64 de biți și funcționează la 66, 100 sau 133 MHz. Astfel de semnale de înaltă frecvență creează zgomot electric și alte probleme. Prin urmare, frecvența trebuie redusă astfel încât datele să ajungă carduri de expansiune(placă de expansiune) sau adaptoare(adaptoare) și alte componente mai la distanță.

Cu toate acestea, primele PC-uri aveau o singură magistrală, care era partajată de procesor, memoria RAM și componentele I/O. Procesoarele din prima și a doua generație funcționau la o frecvență joasă de ceas și toate componentele sistemului puteau suporta această frecvență. În special, această arhitectură a făcut posibilă extinderea capacității RAM folosind carduri de expansiune.

În 1987, dezvoltatorii Compaq au decis să separe magistrala de sistem de magistrala I/O, astfel încât să poată opera la viteze diferite. De atunci, această arhitectură multi-bus a devenit standardul industriei. Mai mult, PC-urile moderne au mai multe magistrale I/O.

Ierarhia anvelopelor

PC-ul are o organizare ierarhică a diferitelor autobuze. Cele mai multe PC-uri moderne au cel puțin patru autobuze. Ierarhia magistralei se explică prin faptul că fiecare magistrală se îndepărtează din ce în ce mai mult de procesor; Fiecare magistrală se conectează la nivelul de deasupra acestuia, integrând diverse componente ale PC-ului. Fiecare magistrală este de obicei mai lent decât magistrala de deasupra ei (din motivul evident - procesorul este cel mai rapid dispozitiv din PC):

• Bus cache intern: Aceasta este cea mai rapidă magistrală care conectează procesorul și memoria cache L1 internă.
• Bus de sistem: Aceasta este magistrala de sistem de al doilea nivel care conectează subsistemul de memorie la chipset și procesor. Pe unele sisteme, procesorul și magistrala de memorie sunt același lucru. Acest autobuz a funcționat la o viteză (frecvență de tac) de 66 MHz până în 1998, iar apoi a fost crescut la 100 MHz și chiar 133 MHz. Procesoarele Pentium II și superioare implementează o arhitectură cu autobuz dublu independent(Dual Independent Bus - DIB) - magistrala unică de sistem este înlocuită cu două autobuze independente. Una dintre ele este destinată accesării memoriei principale și este numită cauciucul din față(frontside bus), iar al doilea este pentru accesarea cache-ului L2 și este apelat cauciucul din spate(autobuz din spate). Prezența a două magistrale crește performanța PC-ului, deoarece procesorul poate primi simultan date de la ambele magistrale. În plăcile de bază și chipset-urile din a cincea generație, memoria cache L2 este conectată la magistrala de memorie standard. Rețineți că magistrala de sistem este de asemenea apelată autobuzul principal(autobuzul principal), magistrala procesorului(autobuzul procesorului), magistrala de memorie(bus de memorie) și chiar autobuz local(autobuz local).
• Bus I/O local: Această magistrală I/O de mare viteză este utilizată pentru a conecta dispozitive periferice rapide la memorie, chipset și procesor. Această magistrală este utilizată de plăcile video, unitățile de disc și interfețele de rețea. Cele mai comune magistrale I/O locale sunt VESA Local Bus (VLB) și Peripheral Component Interconnect (PCI).
• Bus I/O standard: Magistrala I/O standard „meritată” este conectată la cele trei magistrale luate în considerare, care este utilizată pentru dispozitivele periferice lente (mouse, modem, plăci de sunet etc.), precum și pentru compatibilitatea cu dispozitivele mai vechi. În aproape toate PC-urile moderne, o astfel de magistrală este magistrala ISA (Industry Standard Architecture).
• Universal Serial Bus(Universal Serial Bus - USB), permițându-vă să conectați până la 127 de dispozitive periferice lente folosind hub(hub) sau dispozitive de conectare în lanț.
• Autobuz serial de mare viteză IEEE 1394 (FireWire), conceput pentru a conecta camere digitale, imprimante, televizoare și alte dispozitive care necesită o lățime de bandă extrem de mare la un computer.

Mai multe magistrale I/O care conectează diferite periferice la procesor sunt conectate la magistrala de sistem folosind pod(punte), implementat în chipset. Chipsetul de sistem gestionează toate magistralele și asigură că fiecare dispozitiv din sistem comunică corect cu orice alt dispozitiv.

Noile PC-uri au o „autobuz” suplimentară care este concepută special doar pentru interacțiunea grafică. De fapt, aceasta nu este o anvelopă, dar port- Port grafic accelerat (AGP). Diferența dintre o magistrală și un port este că o magistrală este de obicei proiectată pentru a partaja media între mai multe dispozitive, în timp ce un port este proiectat pentru a partaja doar două dispozitive.

După cum sa arătat mai devreme, magistralele I/O sunt de fapt o extensie a magistralei de sistem. Pe placa de bază, magistrala de sistem se termină la cipul chipset-ului, care formează o punte către magistrala I/O. Autobuzele joacă un rol vital în schimbul de date într-un PC. De fapt, toate componentele PC-ului, cu excepția procesorului, comunică între ele și RAM-ul sistemului prin diferite magistrale I/O, așa cum se arată în figura din stânga.

Autobuze de adrese și date

Fiecare anvelopă este formată din două părți diferite: magistrala de date(bus de date) și magistrala de adrese(autobuz de adrese). Când majoritatea oamenilor vorbesc despre un autobuz, se gândesc la un autobuz de date; Datele în sine sunt transmise de-a lungul liniilor acestui autobuz. Autobuzul de adrese este un set de linii ale căror semnale determină unde să trimită sau să primească date.

Desigur, există linii de semnal pentru a controla funcționarea magistralei și a semnala disponibilitatea datelor. Uneori aceste linii sunt numite magistrala de control(autobuz de control), deși adesea nu sunt menționate.

Latimea anvelopei

Un autobuz este un canal prin care „flux” informațiile. Cu cât autobuzul este mai lat, cu atât mai multe informații pot „curge” de-a lungul canalului. Prima magistrală ISA de pe computerul IBM avea o lățime de 8 biți; magistrala ISA de uz general utilizată în prezent are o lățime de 16 biți.Alte magistrale I/O, inclusiv VLB și PCI, au o lățime de 32 de biți. Lățimea magistralei de sistem pe computerele cu procesoare Pentium este de 64 de biți.

Lățimea magistralei de adrese poate fi determinată independent de lățimea magistralei de date. Lățimea magistralei de adrese indică câte celule de memorie pot fi adresate în timpul transferului de date. La PC-urile moderne, lățimea magistralei de adrese este de 36 de biți, ceea ce permite adresarea memoriei cu o capacitate de 64 GB.

Viteza de autobuz

Viteza de autobuz(viteza magistralei) arată câți biți de informații pot fi transmisi pe fiecare conductor de magistrală pe secundă. Majoritatea autobuzelor transportă un bit per ciclu de ceas pe un singur fir, deși autobuzele mai noi, cum ar fi AGP, pot transporta doi biți de date pe ciclu de ceas, dublând performanța. Vechea magistrală ISA necesită două cicluri de ceas pentru a transfera un bit, reducând performanța la jumătate.

Lățimea de bandă a magistralei

Lățime (biți) Viteza (MHz) Lățime de bandă (MB/s) ISA pe 8 biți ISA pe 16 biți PCI 2.1 pe 64 de biți AGP (mod x2) AGP (mod x4)

Lățimea de bandă(lățime de bandă) numită și debitului(debit) și arată cantitatea totală de date care pot fi transferate prin magistrală într-o anumită unitate de timp. Tabelul arată teoretic lățimea de bandă a magistralelor I/O moderne. De fapt, anvelopele nu ating valoarea teoretică din cauza supraîncărcării pentru executarea comenzilor și a altor factori. Majoritatea anvelopelor pot funcționa la viteze diferite; Următorul tabel prezintă cele mai tipice valori.

Să facem o notă cu privire la patru ultimele rânduri. Teoretic, magistrala PCI poate fi extinsă la 64 de biți și o viteză de 66 MHz. Cu toate acestea, din motive de compatibilitate, aproape toate magistralele și dispozitivele PCI de pe magistrală sunt evaluate doar la 33 MHz și 32 de biți. AGP se bazează pe standardul teoretic și funcționează la 66 MHz, dar păstrează o lățime de 32 de biți. AGP are moduri suplimentare x2 și x4, care permit portului să efectueze transferuri de date de două sau patru ori pe ciclu de ceas, crescând viteza efectivă a magistralei la 133 sau 266 MHz.

Interfață de autobuz

Într-un sistem multi-bus, chipset-ul trebuie să furnizeze circuite pentru a combina magistralele și a comunica între un dispozitiv de pe o magistrală și un dispozitiv de pe o altă magistrală. Se numesc astfel de scheme pod(punte) (rețineți că un pod este, de asemenea, un dispozitiv de rețea pentru conectarea a două tipuri diferite de rețele). Cel mai comun este puntea PCI-ISA, care este o componentă a chipset-ului de sistem pentru PC-urile cu procesoare Pentium. Autobuzul PCI are, de asemenea, o punte către magistrala de sistem.

Stăpânirea autobuzelor

În autobuzele de mare capacitate, o cantitate imensă de informații este transmisă pe canal în fiecare secundă. De obicei, este necesar un procesor pentru a controla aceste transferuri. De fapt, procesorul acționează ca un „intermediar” și, așa cum este adesea cazul în lumea reală, este mult mai eficient să eliminați intermediarul și să efectuați transferurile direct. În acest scop, au fost dezvoltate dispozitive care pot controla magistrala și acționa independent, adică. transferați datele direct în memoria RAM a sistemului; se numesc astfel de dispozitive anvelope de conducere(maeștri de autobuz). Teoretic, procesorul poate efectua alte lucrări simultan cu transferuri de date pe magistrală; În practică, situația este complicată de mai mulți factori. Pentru implementare corectă stăpânirea autobuzului(bus mastering) este necesară arbitrarea cererilor de magistrală, care este furnizată de chipset. Masterizarea magistralei este numită și DMA „primă parte”, deoarece operația este controlată de dispozitivul care efectuează transferul.

În prezent, mastering-ul magistralei este implementat pe magistrala PCI; De asemenea, a fost adăugat suport pentru hard disk-urile IDE/ATA pentru a implementa mastering bus pe PCI în anumite condiții.

Principiul autobuzului local

Începutul anilor 90 se caracterizează prin trecerea de la aplicațiile bazate pe text la cele grafice și popularitatea tot mai mare a operațiunilor. sisteme Windows. Acest lucru a dus la o creștere uriașă a cantității de informații care trebuie transferate între procesor, memorie, video și hard disk-uri. Un ecran standard de text monocromatic (alb-negru) conține doar 4.000 de octeți de informații (2.000 pentru codurile de caractere și 2.000 pentru atributele ecranului), dar un ecran standard de 256 de culori Windows necesită peste 300.000 de octeți! Mai mult, rezoluția modernă de 1600x1200 cu 16 milioane de culori necesită 5,8 milioane de octeți de informații pe ecran!

Tranziția lumii software de la text la grafică a însemnat, de asemenea, mărimea programelor și cerințele de memorie crescute. Dintr-o perspectivă I/O, procesarea datelor suplimentare pentru o placă video și hard disk-uri de mare capacitate necesită mult mai multă lățime de bandă I/O. Această situație a trebuit să fie confruntă cu apariția procesorului 80486, a cărui performanță era mult mai mare decât procesoarele anterioare. Autobuzul ISA nu a mai îndeplinit cerințele crescute și a devenit un blocaj în creșterea performanței computerului. Creșterea vitezei unui procesor nu face nimic dacă trebuie să aștepte pe o magistrală de sistem lentă pentru a transfera date.

Soluția a fost găsită în dezvoltarea unei noi magistrale mai rapide, care trebuia să completeze magistrala ISA și să fie utilizată special pentru dispozitive de mare viteză precum plăcile video. Această magistrală a trebuit să fie plasată pe (sau lângă) magistrala de memorie mult mai rapidă și să ruleze la aproximativ viteza externă a procesorului pentru a transfera date mult mai rapid decât magistrala ISA standard. Când astfel de dispozitive au fost plasate lângă procesor ("local"), autobuz local. Prima magistrală locală a fost VESA Local Bus (VLB), iar magistrala locală modernă din majoritatea computerelor este magistrala Peripheral Component Interconnect (PCI).

Autobuz de sistem

Autobuz de sistem(bus de sistem) conectează procesorul la memoria RAM principală și, eventual, la memoria cache L2. Este magistrala centrală a computerului și celelalte autobuze „se ramifică” de la acesta. Busul de sistem este implementat ca un set de conductori pe placa de bază și trebuie să se potrivească tip specific procesor. Este procesorul care determină caracteristicile magistralei de sistem. În același timp, cu cât magistrala de sistem este mai rapidă, cu atât componentele electronice rămase ale computerului trebuie să fie mai rapide.

CPU vechi Latimea anvelopei Viteza de autobuz 8088 8 biți 4,77 MHz 8086 16 biți 8 MHz 80286-12 16 biți 12 MHz 80386SX-16 16 biți 16 MHz 80386DX-25 32 de biți 25 MHz

Să luăm în considerare magistralele de sistem ale unui PC cu procesoare de mai multe generații. La procesoarele din prima, a doua și a treia generație, frecvența magistralei de sistem a fost determinată de frecvența de funcționare a procesorului. Pe măsură ce viteza procesorului a crescut, la fel a crescut și viteza magistralei de sistem. În același timp, spațiul de adrese a crescut: la procesoarele 8088/8086 a fost de 1 MB (adresă de 20 de biți), la procesorul 80286 spațiul de adrese a fost mărit la 16 MB (adresă de 24 de biți), iar începând cu 80386, spațiul de adrese era de 4 GB (adresă de 32 de biți).

Familia 80486 Latimea anvelopei Viteza de autobuz 80486SX-25 32 de biți 25 MHz 80486DX-33 32 de biți 33 MHz 80486DX2-50 32 de biți 25 MHz 80486DX-50 32 de biți 50 MHz 80486DX2-66 32 de biți 33 MHz 80486DX4-100 32 de biți 40 MHz 5X86-133 32 de biți 33 MHz

După cum se poate observa din tabelul pentru procesoarele din a patra generație, viteza magistralei de sistem corespundea inițial cu frecvența de funcționare a procesorului. Cu toate acestea, progresele tehnologice au făcut posibilă creșterea frecvenței procesorului, iar potrivirea vitezei magistralei sistemului a necesitat creșterea vitezei componentelor externe, în principal a memoriei de sistem, ceea ce a fost asociat cu dificultăți semnificative și restricții de cost. Prin urmare, procesorul 80486DX2-50 a fost folosit pentru prima dată dublarea frecventei(dublarea ceasului): procesorul cu care a lucrat intern frecvența de ceas 50 MHz și extern Viteza magistralei de sistem a fost de 25 MHz, adică doar jumătate din frecvența de operare a procesorului. Această tehnică îmbunătățește semnificativ performanța computerului, mai ales datorită prezenței unui cache L1 intern, care satisface majoritatea accesului procesorului la memoria sistemului. De atunci înmulțirea frecvenței(înmulțirea ceasului) a devenit o modalitate standard de îmbunătățire a performanței computerului și este folosită în toate procesoare moderne, iar multiplicatorul de frecvență este crescut la 8, 10 sau mai mult.

Familia Pentium Latimea anvelopei Viteza de autobuz Intel P60 64 de biți 60 MHz Intel P100 64 de biți 66 MHz Cyrix 6X86 P133+ 64 de biți 55 MHz AMD K5-133 64 de biți 66 MHz Intel P150 64 de biți 60 MHz Intel P166 64 de biți 66 MHz Cyrix 6X86 P166+ 64 de biți 66 MHz Pentium Pro 200 64 de biți 66 MHz Cyrix 6X86 P200+ 64 de biți 75 MHz Pentium II 64 de biți 66 MHz

Multă vreme, magistralele de sistem PC cu procesoare de generația a cincea au funcționat la viteze de 60 MHz și 66 MHz. Un pas semnificativ înainte a fost creșterea lățimii datelor la 64 de biți și extinderea spațiului de adrese la 64 GB (adresă de 36 de biți).

Viteza magistralei de sistem a fost crescută la 100 MHz în 1998 datorită dezvoltării producției de cipuri SDRAM PC100. Cipurile de memorie RDRAM pot crește și mai mult viteza magistralei de sistem. Totuși, trecerea de la 66 MHz la 100 MHz a avut un impact semnificativ asupra procesoarelor și plăcilor de bază cu Socket 7. În modulele Pentium II, până la 70-80% din trafic (transferuri de informații) se realizează în interiorul noului SEC (Single Edge Cartridge). ), care găzduiește procesorul și ambele cache sunt cache L1 și cache L2. Acest cartus funcționează cu propria viteză, independent de viteza magistralei sistemului.

CPU Chipset Viteză cauciucuri Viteza procesorului Intel Pentium II 82440BX 82440GX 100 MHz 350.400.450 MHz AMD K6-2 Prin MVP3, Aladdin V 100 MHz 250.300.400 MHz Intel Pentium II Xeon 82450NX 100 MHz 450.500 MHz Intel Pentium III i815 i820 133 MHz 600,667+ MHz AMD Athlon PRIN KT133 200 MHz 600 - 1000 MHz

Chipseturile i820 și i815, concepute pentru procesorul Pentium III, sunt proiectate pentru o magistrală de sistem de 133 MHz. În cele din urmă, procesorul AMD Athlon a introdus modificări semnificative în arhitectură și conceptul de magistrală de sistem s-a dovedit a fi inutil. Acest procesor poate lucra cu tipuri variate RAM la o frecvență maximă de 200 MHz.

Tipuri de magistrale I/O

Această secțiune va acoperi diverse autobuze I/O, o mare parte fiind dedicată autobuzelor moderne. O idee generală despre utilizarea magistralelor I/O este dată de următoarea figură, care arată clar scopul diferitelor magistrale I/O ale unui PC modern.

Următorul tabel rezumă diferitele magistrale I/O utilizate în PC-urile moderne:

Obosi	An	Lăţime	Viteză	Max. punct de control abilitate
PC și XT	1980-82	8 biți	Sincron: 4,77-6 MHz	4-6 MB/s
ISA (AT)	1984	16 biți	Sincron: 8-10 MHz	8 MB/s
M.C.A.	1987	32 de biți	Asincron: 10,33 MHz	40 MB/s
EISA (pentru servere)	1988	32 de biți	Sincron: max. 8 MHz	32 MB/s
VLB, pentru 486	1993	32 de biți	Sincron: 33-50 MHz	100-160 MB/s
PCI	1993	32/64 de biți	Asincron: 33 MHz	132 MB/s
USB	1996	Secvenţial		1,2 MB/s
FireWire (IEEE1394)	1999	Secvenţial		80 MB/s
USB 2.0	2001	Secvenţial		12-40 MB/s

Anvelope vechi

Noua magistrală PCI modernă și portul AGP s-au „născut” din magistralele vechi care încă pot fi găsite în computere. Mai mult, cea mai veche magistrală ISA este încă folosită chiar și în cele mai recente PC-uri. În continuare ne vom uita la vechile anvelope pentru PC mai detaliat.

Autobuz de arhitectură standard industrială (ISA).

Aceasta este cea mai comună și cu adevărat magistrală standard pentru computere, care este folosită chiar și în cele mai noi calculatoareîn ciuda faptului că a rămas practic neschimbat de la extinderea sa la 16 biți în 1984. Desigur, acum este completat de autobuze mai rapide, dar „supraviețuiește” datorită prezenței unei baze uriașe de echipamente periferice proiectate pentru acest standard. În plus, există multe dispozitive pentru care viteza ISA este mai mult decât suficientă, cum ar fi modemurile. Potrivit unor experți, va dura cel puțin 5-6 ani până când autobuzul ISA „moară”.

Alegerea lățimii și vitezei magistralei ISA a fost determinată de procesoarele cu care a lucrat în primele PC-uri. Autobuzul ISA original de pe PC-ul IBM avea o lățime de 8 biți, corespunzând celor 8 biți ai magistralei de date externe a procesorului 8088 și rula la 4,77 MHz, care este și viteza procesorului 8088. În 1984, IBM AT computerul a apărut cu un procesor 80286 și lățimea magistralei a fost dublată până la 16 biți, ca și magistrala de date externă a procesorului 80286. În același timp, viteza magistralei a fost mărită la 8 MHz, ceea ce se potrivea și cu viteza procesorului. Teoretic, debitul magistralei este de 8 MB/s, dar în practică nu depășește 1-2 MB/s.

În computerele moderne, magistrala ISA acționează ca magistrală internă, care este folosit pentru tastatură, dischetă, porturi seriale și paralele și cum magistrală de expansiune externă, la care puteți conecta adaptoare pe 16 biți, cum ar fi o placă de sunet.

Ulterior, procesoarele AT au devenit mai rapide, iar apoi magistrala lor de date a crescut, dar acum cerința de compatibilitate cu dispozitivele existente i-a forțat pe producători să respecte standardul, iar magistrala ISA a rămas practic neschimbată de atunci. Autobuzul ISA oferă o lățime de bandă suficientă pentru dispozitivele lente și garantează cu siguranță compatibilitatea cu aproape fiecare PC lansat.

Multe plăci de expansiune, chiar și cele moderne, sunt încă pe 8 biți (vă puteți da seama după conectorul cardului - cardurile de 8 biți folosesc doar prima parte a conectorului ISA, în timp ce plăcile de 16 biți folosesc ambele părți). Pentru aceste carduri, lățimea de bandă mică a magistralei ISA nu contează. Totuși, accesul la întreruperile IRQ 9 prin IRQ 15 este asigurat prin fire în porțiunea de 16 biți a conectorilor magistralei. Acesta este motivul pentru care majoritatea modemurilor nu pot fi conectate la IRQ-uri cu un număr mare. Liniile IRQ între dispozitivele ISA nu pot fi partajate.

Document Ghidul de proiectare a sistemului PC99, pregătit de Intel și Microsoft, impune categoric eliminarea sloturilor de magistrală ISA de pe plăcile de bază, așa că ne putem aștepta ca zilele acestui autobuz „meritat” să fie numerotate.

MicroChannel Architecture (MCA) magistrală

Acest autobuz a fost încercarea IBM de a face autobuzul ISA „mai mare și mai bun”. Când procesorul 80386DX cu o magistrală de date pe 32 de biți a fost introdus la mijlocul anilor 1980, IBM a decis să dezvolte o magistrală care să se potrivească cu această lățime a magistralei de date. Autobuzul MCA avea o lățime de 32 de biți și avea mai multe avantaje față de magistrala ISA.

Autobuzul MCA avea câteva caracteristici excelente, având în vedere că a fost introdus în 1987, adică cu șapte ani înainte de apariția magistralei PCI cu capacități similare. În unele privințe, autobuzul MCA a fost pur și simplu înaintea timpului său:

• Lățime 32 de biți: Autobuzul avea o lățime de 32 de biți, ca și magistralele locale VESA și PCI. Debitul său a fost mult mai mare în comparație cu magistrala ISA.
• Stăpânirea autobuzului: Autobuzul MCA a suportat în mod eficient adaptoarele de mastering, inclusiv arbitrarea adecvată a magistralei.
• Autobuzul MCA a configurat automat plăcile adaptoare, făcând să nu fie necesare jumperii. Acest lucru s-a întâmplat cu 8 ani înainte ca Windows 95 să facă tehnologia PnP acceptată în general pe computere.

Autobuzul MCA avea un potențial enorm. Din păcate, IBM a luat două astfel de decizii care nu au promovat adoptarea acestui autobuz. În primul rând, magistrala MCA era incompatibilă cu magistrala ISA, adică. Cardurile ISA nu au funcționat deloc la PC-urile cu magistrală MCA, iar piața calculatoarelor este foarte sensibilă la problema compatibilității înapoi. În al doilea rând, IBM a decis să-și facă autobuzul MCA propriu fără a-i acorda licență pentru utilizare.

Acești doi factori, combinați cu costul mai mare al sistemelor de autobuz MCA, au dus la uitarea autobuzului MCA. Deoarece computerele PS/2 nu mai sunt în producție, magistrala MCA este „moartă” pentru piața PC-urilor, deși IBM încă îl folosește în serverele sale RISC 6000 UNIX. Povestea autobuzului MCA este unul dintre exemplele clasice despre cum în lumea computerelor problemele non-tehnice domină adesea problemele tehnice.

Autobuzul Arhitecturii Standard Industriale Extinse (EISA).

Acest autobuz nu a devenit niciodată la fel de standard ca autobuzul ISA și nu a fost utilizat pe scară largă. De fapt, a fost răspunsul Compaq la autobuzul MCA și a condus la rezultate similare.

Compaq a evitat două dintre cele mai mari greșeli ale IBM la dezvoltarea magistralei EISA. În primul rând, magistrala EISA era compatibilă cu magistrala ISA și, în al doilea rând, toți producătorii de PC-uri aveau voie să o folosească. În general, autobuzul EISA a avut avantaje tehnice semnificative față de autobuzul ISA, dar piața nu a acceptat-o. Principalele caracteristici ale autobuzului EISA:

• Compatibilitate cu magistrala ISA: Cardurile ISA ar putea funcționa în sloturile EISA.
• Lățimea magistralei 32 de biți: Lățimea magistralei a crescut la 32 de biți.
• Stăpânirea autobuzului: Autobuzul EISA a suportat în mod eficient adaptoarele de mastering, inclusiv arbitrarea adecvată a magistralei.
• Tehnologia Plug and Play (PnP): Autobuzul EISA a configurat automat plăcile adaptoare similare standardului PnP al sistemelor moderne.

Sistemele bazate pe EISA se găsesc acum uneori în serverele de fișiere din rețea, dar nu sunt utilizate în computerele desktop din cauza costurilor mai mari și a lipsei unei selecții largi de adaptoare. În cele din urmă, randamentul său este semnificativ inferior față de autobuzele locale VESA Local Bus și PCI. De fapt, autobuzul EISA este acum aproape de moarte.

Autobuz local VESA (VLB)

Primul este destul de popular autobuz local VESA Local Bus (VL-Bus sau VLB) a apărut în 1992. Abrevierea VESA înseamnă Video Electronics Standards Association, iar această asociere a fost creată la sfârșitul anilor 80 pentru a rezolva problemele sistemelor video din PC-uri. Principalul motiv pentru dezvoltarea magistralei VLB a fost îmbunătățirea performanței sistemelor video PC.

Autobuzul VLB este o magistrală de 32 de biți care este o extensie directă a magistralei de memorie a procesorului 486. Slot de magistrală VLB este un slot ISA de 16 biți cu un al treilea și al patrulea slot adăugat la sfârșit. VLB funcționează de obicei la 33 MHz, deși viteze mai mari sunt posibile pe unele sisteme. Deoarece este o extensie a magistralei ISA, o cartelă ISA poate fi utilizată într-un slot VLB, dar are sens să ocupați mai întâi sloturile ISA normale și să lăsați un număr mic de sloturi VLB pentru cardurile VLB, care desigur nu funcționează. în sloturile ISA. Utilizarea unei plăci grafice VLB și a unui controler I/O îmbunătățește semnificativ performanța sistemului în comparație cu un sistem cu o singură magistrală ISA.

În ciuda faptului că magistrala VLB a fost foarte populară în computerele cu procesorul 486, apariția procesorului Pentium și a magistralei PCI locale în 1994 a dus la „uitarea” treptată a magistralei VLB. Unul dintre motivele pentru aceasta a fost eforturile Intel de a promova magistrala PCI, dar au existat și câteva probleme tehnice asociate cu implementarea VLB. În primul rând, designul magistralei este foarte legat de procesorul 486, iar trecerea la Pentium a cauzat probleme de compatibilitate și alte probleme. În al doilea rând, anvelopa în sine a avut deficiențe tehnice: un număr mic de carduri pe magistrală (adesea două sau chiar una), probleme de sincronizare la utilizarea mai multor carduri și lipsa suportului pentru mastering bus și tehnologia Plug and Play.

Acum magistrala VLB este considerată învechită și chiar și cele mai recente plăci de bază cu procesor 486 folosesc magistrala PCI, în timp ce procesoarele Pentium folosesc doar PCI. Cu toate acestea, computerele cu o magistrală VLB sunt ieftine și uneori pot fi încă găsite.

Bus PCI (Peripheral Component Interconnect).

Cea mai populară magistrală I/O în acest moment interacțiunile dintre componentele periferice(Peripheral Component Interconnect - PCI) a fost dezvoltat de Intel în 1993. Era destinat sistemelor din generația a cincea și a șasea, dar a fost folosit și în ultima generație de plăci de bază cu procesorul 486.

La fel ca magistrala locală VESA, magistrala PCI are o lățime de 32 de biți și rulează de obicei la 33 MHz. Principalul avantaj al PCI față de Autobuz VESA Local Bus se află în chipset-ul care controlează autobuzul. Magistrala PCI este controlată de un circuit special din chipset, iar magistrala VLB a fost practic doar o extensie a magistralei procesorului 486. Magistrala PCI nu este „legată” de procesorul 486 în acest sens, iar chipsetul său oferă un control adecvat al magistralei. și arbitrajul magistralei, permițând PCI să facă mult mai mult decât ar putea magistrala VLB. Busul PCI este folosit și în afara platformei PC, oferind versatilitate și reducând costul dezvoltării sistemului.

În PC-urile moderne, magistrala PCI acționează ca magistrală internă care se conectează la canalul EIDE de pe placa de bază și cum magistrală de expansiune externă, care are 3-4 sloturi de expansiune pentru adaptoare PCI.

Magistrala PCI este conectată la magistrala de sistem printr-o „punte” specială și funcționează la o frecvență fixă, indiferent de frecvența ceasului procesorului. Este limitat la cinci sloturi de expansiune, dar fiecare dintre ele poate fi înlocuit cu două dispozitive încorporate în placa de bază. Procesorul poate suporta, de asemenea, mai multe cipuri bridge. Busul PCI este specificat mai strict decât VL-Bus și oferă mai multe capacități suplimentare. În special, acceptă carduri cu o tensiune de alimentare de +3,3 V și 5 V, folosind chei speciale care împiedică introducerea cardului în slotul greșit. În continuare, funcționarea magistralei PCI este discutată mai detaliat.

Performanța magistralei PCI

Autobuzul PCI are de fapt cea mai mare performanță dintre magistralele I/O obișnuite din PC-urile moderne. Acest lucru se datorează mai multor factori:

• Foc continuu: Busul PCI poate transfera informații în modul burst, unde după adresarea inițială, mai multe seturi de date pot fi transferate la rând. Acest mod este similar cu spargerea cache-ului.
• Stăpânirea autobuzului: Busul PCI acceptă mastering complet, ceea ce îmbunătățește performanța.
• Opțiuni de lățime de bandă mare: Versiunea 2.1 a specificației magistralei PCI permite extinderea la 64 de biți și 66 MHz, mărind performanța curentă de patru ori. În practică, magistrala PCI pe 64 de biți nu a fost încă implementată în PC (deși este deja folosită pe unele servere) iar viteza este în prezent limitată la 33 MHz, în principal din cauza problemelor de compatibilitate. De ceva timp va trebui să te limitezi la 32 de biți și 33 MHz. Cu toate acestea, datorită AGP, performanțe mai mari vor fi realizate într-o formă ușor modificată.

În funcție de chipset și placa de bază, viteza magistralei PCI poate fi setată ca sincronă sau asincronă. Într-o configurare sincronă (folosită în majoritatea PC-urilor), magistrala PCI funcționează la jumătate din viteza magistralei de memorie; deoarece magistrala de memorie rulează de obicei la 50, 60 sau 66 MHz, magistrala PCI rulează la 25, 30 sau 33 MHz. La configurare asincronă Viteza magistralei PCI poate fi setată independent de viteza magistralei de memorie. Acest lucru este de obicei controlat folosind jumperi de pe placa de bază sau setări BIOS. Overclockarea magistralei de sistem pe un PC care utilizează o magistrală PCI sincronă va supraclocka perifericele PCI, cauzând adesea probleme de instabilitate a sistemului.

Implementarea inițială a magistralei PCI rula la 33 MHz, iar specificația ulterioară PCI 2.1 a specificat o frecvență de 66 MHz, ceea ce corespunde unui debit de 266 MB/s. Busul PCI poate fi configurat pentru lățimi de date de 32 și 64 de biți și permite carduri de 32 și 64 de biți, precum și partajarea întreruperilor, care este utilă în sistemele de înaltă performanță care nu au linii IRQ. De la mijlocul anului 1995, toate dispozitivele PC de mare viteză au comunicat între ele prin magistrala PCI. Cel mai adesea este folosit pentru controlere de hard disk și controlere grafice, care sunt montate direct pe placa de bază sau pe plăcile de expansiune în sloturile de magistrală PCI.

Sloturi de expansiune magistrală PCI

Busul PCI permite mai multe sloturi de expansiune decât magistrala VLB fără a cauza probleme tehnice. Majoritatea sistemelor PCI acceptă 3 sau 4 sloturi PCI, iar unele suportă mult mai multe.

Notă: Pe unele sisteme, nu toate sloturile acceptă mastering bus. Acest lucru este mai puțin obișnuit acum, dar este totuși recomandat să vă uitați la manualul plăcii de bază.

Busul PCI permite o varietate mai mare de plăci de expansiune în comparație cu magistrala VLB. Cele mai comune tipuri sunt plăcile video, adaptoare gazdă SCSI și plăcile de rețea de mare viteză. (Discurile hard funcționează și pe magistrala PCI, dar de obicei sunt conectate direct la placa de bază.) Rețineți, totuși, că magistrala PCI nu implementează unele funcții; de exemplu, porturile seriale și paralele trebuie să rămână pe magistrala ISA. Din fericire, chiar și astăzi magistrala ISA rămâne mai mult decât suficientă pentru aceste dispozitive.

întreruperi interne ale magistralei PCI

Autobuzul PCI folosește sistemul său intern de întrerupere pentru a gestiona solicitările de la cardurile de pe magistrală. Aceste întreruperi sunt adesea numite „#A”, „#B”, „#C” și „#D” pentru a evita confuzia cu IRQ-urile de sistem numerotate în mod normal, deși uneori sunt numite și „#1” până la „#4”. Aceste niveluri de întrerupere sunt de obicei invizibile pentru utilizator, cu excepția ecranului setări BIOS pentru PCI, unde pot fi utilizate pentru a controla funcționarea cardurilor PCI.

Aceste întreruperi, dacă sunt cerute de cardurile din sloturi, sunt mapate la întreruperi regulate, cel mai adesea la IRQ9 - IRQ12. Sloturile PCI de pe majoritatea sistemelor pot fi mapate la majoritatea celor patru IRQ-uri comune. Pe sistemele care au mai mult de patru sloturi PCI sau au patru sloturi și Controler USB(care folosește PCI) două sau mai multe dispozitive PCI partajează un IRQ.

Masterizarea magistralei PCI

Amintiți-vă că mastering-ul magistralei este capacitatea dispozitivelor de pe magistrala PCI (diferită, desigur, de chipsetul de sistem) de a prelua controlul asupra magistralei și de a efectua direct transferuri. Autobuzul PCI a fost primul magistral care a dus la popularitatea mastering-ului (probabil pentru că sistemul de operare și programele au putut profita de ea).

Busul PCI acceptă mastering complet al magistralei și oferă un mijloc de arbitrare a magistralei prin intermediul chipset-ului de sistem. Designul PCI permite mai multor dispozitive să stăpânească magistrala în același timp, iar circuitul de arbitraj asigură că niciun dispozitiv de pe magistrală (inclusiv procesorul!) nu va bloca niciun alt dispozitiv. Cu toate acestea, unui dispozitiv i se permite să utilizeze întreaga lățime de bandă a magistralei dacă niciun alt dispozitiv nu transmite nimic. Cu alte cuvinte, magistrala PCI acționează ca o mică rețea locală în interiorul unui computer în care mai multe dispozitive pot comunica între ele, partajând canal de comunicare, și care este controlat de chipset.

Tehnologie Plug and Play pentru magistrala PCI

Busul PCI face parte din standardul Plug and Play (PnP) dezvoltat de Intel, Microsoft și mulți alții. Sistemele de magistrală PCI au fost primele care au popularizat utilizarea PnP. Circuitele de chipset PCI gestionează identificarea cardurilor și lucrează cu sistemul de operare și BIOS pentru a aloca automat resurse cardurilor compatibile.

Bus-ul PCI este în mod constant îmbunătățit, iar dezvoltarea este condusă de PCI Special Interest Group, care include Intel, IBM, Apple și alții. Rezultatul acestor dezvoltări a fost o creștere a frecvenței magistralei la 66 MHz și extinderea datelor la 64 de biți. . Cu toate acestea, sunt create și alternative, cum ar fi Accelerated Graphics Port (AGP) și magistrala serială de mare viteză FireWire (IEEE 1394). AGP este de fapt o magistrală PCI de 66 MHz (versiunea 2.1) care introduce unele îmbunătățiri care vizează sistemele grafice.

O altă inițiativă este anvelopa PCI-X, numit și „Project One” și „Future I/O”. IBM, Mylex, 3Com, Adaptec, Hewlett-Packard și Compaq doresc să dezvolte o versiune specială de server de mare viteză a magistralei PCI. Această magistrală va avea o lățime de bandă de 1 GB/s (64 biți, 133 MHz). Intel și Dell Computer nu sunt implicate în acest proiect.

Dell Computer, Hitachi, NEC, Siemens, Sun Microsystems și Intel, ca răspuns la Project One, au luat inițiativa de a dezvolta magistrala I/O de următoarea generație ( NGIO), care vizează o nouă arhitectură I/O pentru servere.

În august 1999, șapte companii de top (Compaq, Dell, Hewlett-Packard, IBM, Intel, Microsoft, Sun Microsystems) și-au anunțat intenția de a combina cele mai bune idei de I/O viitoare și magistralele I/O de generație următoare. Noua arhitectură I/O deschisă pentru servere ar trebui să ofere un debit de până la 6 GB/s. M-am așteptat la asta nou standard NGIO va fi adoptat la sfârșitul anului 2001.

Port grafic accelerat

Necesitatea creșterii lățimii de bandă dintre procesor și sistemul video a dus inițial la dezvoltarea unei magistrale I/O locale în PC, începând cu magistrala locală VESA și terminând cu magistrala PCI modernă. Această tendință continuă, cererea de lățime de bandă video crescută nemaifiind satisfăcută nici măcar de magistrala PCI cu lățime de bandă standard de 132 MB/s. Grafică 3D(grafică 3D) vă permite să simulați lumile virtuale și reale pe ecran cu cele mai mici detalii. Afișarea texturilor și ascunderea obiectelor necesită cantități uriașe de date, iar placa grafică trebuie să aibă acces rapid la aceste date pentru a menține rate de reîmprospătare ridicate.

Traficul pe magistrala PCI devine foarte aglomerat pe computerele moderne atunci când video, hard disk-uri și alte periferice concurează pentru singura lățime de bandă I/O. Pentru a preveni saturarea magistralei PCI cu informații video, Intel a dezvoltat o nouă interfață special pentru sistemul video, numită port grafic accelerat(Accelerated Graphics Port - AGP).

Portul AGP este proiectat ca răspuns la cererea tot mai mare de performanță video. Pe măsură ce programele și computerele folosesc domenii precum accelerarea 3D și redarea video în mișcare completă, procesorul și chipsetul video trebuie să proceseze din ce în ce mai multe informații. În astfel de aplicații, magistrala PCI și-a atins limita, mai ales că este folosită și de hard disk-uri și alte dispozitive periferice.

În plus, este necesară din ce în ce mai multă memorie video. Pentru grafică 3D aveți nevoie mai multa memorieși nu numai pentru imaginile de pe ecran, ci și pentru calcule. În mod tradițional, această problemă este rezolvată prin plasarea din ce în ce mai multă memorie pe placa video, dar acest lucru pune două probleme:

• Preț: Memoria video este mai scumpă decât memoria RAM obișnuită.
• Capacitate limitata: Capacitatea de memorie a unei plăci video este limitată: dacă puneți 6 MB pe card și sunt necesari 4 MB pentru frame-buffer, atunci rămân doar 2 MB pentru procesare. Această memorie nu este ușor de extins și nu poate fi folosită pentru nimic altceva decât dacă este necesară procesarea video.

AGP rezolvă aceste probleme permițând procesorului video să acceseze memoria principală a sistemului pentru a efectua calcule. Această tehnică este mult mai eficientă deoarece această memorie poate fi partajată dinamic între procesorul de sistem și procesorul video în funcție de nevoile sistemului.

Ideea din spatele implementării AGP este destul de simplă: de a crea o interfață rapidă și specializată între chipset-ul video și procesorul de sistem. Interfața este implementată doar între aceste două dispozitive, ceea ce oferă trei avantaje principale: este mai ușor de implementat portul, este mai ușor să creșteți viteza AGP și îmbunătățiri specifice video pot fi introduse în interfață. Chipsetul AGP acționează ca intermediar între procesor, memoria cache Pentium II L2, memoria de sistem, placa video și magistrala PCI, implementând așa-numita port quad(Port cvadru).

AGP este considerat un port, nu o magistrală, deoarece conectează doar două dispozitive (procesorul și placa video) și nu permite extinderea. Unul dintre principalele avantaje ale AGP este că izolează sistemul video de restul componentelor PC-ului, eliminând competiția pentru lățimea de bandă. Deoarece placa grafică este scoasă din magistrala PCI, alte dispozitive pot rula mai repede. Pentru AGP, placa de bază are o priză specială, care este similară cu soclul magistralei PCI, dar se află într-o locație diferită de pe placă. În figura următoare, puteți vedea două socluri de magistrală ISA (negru), apoi două socluri de magistrală PCI (albe) și un soclu ADP (maro).

AGP a apărut la sfârșitul anului 1997 și a fost primul care a fost susținut de chipset-ul 440LX Pentium II. În anul următor, au apărut chipset-uri AGP de la alte companii. Pentru mai multe informații despre AGP, consultați site-ul web http://developer.intel.com/technology/agp/.

interfata AGP

Interfața AGP este similară cu magistrala PCI în multe privințe. Slotul în sine are aceeași formă și dimensiuni fizice, dar este decalat mai departe de marginea plăcii de bază decât sloturile PCI. Specificația AGP se bazează de fapt pe specificația PCI 2.1, care permite viteze de 66 MHz, dar această viteză nu este implementată în PC. maternă Plăci AGP Au un slot de expansiune pentru o placă video AGP și un slot PCI mai puțin, dar în rest sunt similare cu plăcile de bază PCI.

Lățimea, viteza și lățimea de bandă a magistralei

Autobuzul AGP are o lățime de 32 de biți, la fel ca magistrala PCI, dar în loc să ruleze la jumătate din viteza magistralei de memorie ca PCI, rulează la viteză maximă. De exemplu, pe o placă de bază Pentium II standard, magistrala AGP rulează la 66 MHz în loc de magistrala PCI de 33 MHz. Acest lucru dublează imediat lățimea de bandă a portului - în loc de limita de 132 MB/s pentru PCI, portul AGP are o lățime de bandă de 264 MB/s în modul de cea mai mică viteză. În plus, nu împărtășește nicio lățime de bandă cu alte dispozitive PCI bus.

Pe lângă dublarea vitezei autobuzului, AGP definește un mod 2X, care folosește semnale speciale, permițând de două ori mai multe date să fie transmise prin port la aceeași frecvență de ceas. În acest mod, informațiile sunt transmise pe marginile ascendentă și descendentă ale semnalului de sincronizare. În timp ce magistrala PCI transmite date doar pe o margine, AGP transmite date pe ambele margini. Ca rezultat, performanța se dublează și mai mult și teoretic ajunge la 528 MB/s. De asemenea, este planificată implementarea regimului 4X, în care se efectuează patru transferuri în fiecare ciclu de ceas, ceea ce va crește performanța la 1056 MB/s.

Desigur, toate acestea sunt impresionante și lățimea de bandă de 1 GB/s este foarte bună pentru o placă video, dar există o problemă: un PC modern are mai multe magistrale. Amintiți-vă că procesoarele din clasa Pentium au o lățime a magistralei de date de 64 de biți și funcționează la 66 MHz, ceea ce oferă un debit teoretic de 524 MB/s, astfel încât lățimea de bandă de 1 GB/s nu oferă un câștig semnificativ decât dacă viteza magistralei de date este crescută. peste 66 MHz . Noile plăci de bază au crescut viteza magistralei de sistem la 100 MHz, ceea ce crește debitul la 800 MB/s, dar acest lucru nu este suficient pentru a justifica transferurile de mod 4X.

În plus, procesorul trebuie să acceseze memoria sistemului, nu doar sistemul video. Dacă întreaga lățime de bandă a sistemului de 524 MB/s este ocupată de video prin AGP, ce poate face procesorul? În acest caz, trecerea la o viteză de sistem de 100 MHz va oferi un anumit beneficiu.

Conducte video porturi AGP

Unul dintre avantajele AGP este capacitatea sa de a canaliza cererile de date. Pipelining a fost folosit pentru prima dată în procesoarele moderne ca o modalitate de a îmbunătăți performanța prin suprapunerea unor bucăți secvențiale de sarcini. Datorită AGP, chipsetul video poate folosi o tehnică similară atunci când solicită informații din memorie, ceea ce îmbunătățește semnificativ performanța.

Acces AGP la memoria sistemului

Cea mai importantă caracteristică a AGP este capacitatea de a partaja memoria principală a sistemului cu chipsetul video. Acest lucru permite sistemului video să acceseze mai multă memorie pentru grafica 3D și alte procesări fără a necesita cantități mari de memorie video pe placa video. Memoria de pe placa video este partajată între cadru tampon și alte utilizări. Deoarece framebuffer-ul necesită viteză mare și dragă amintire, cum ar fi VRAM, în majoritatea cardurilor toate memoria este executată în VRAM, deși acest lucru este necesar pentru alte zone de memorie decât framebuffer-ul.

Rețineți că AGP Nu se referă la arhitectura de memorie unificată (UMA). În această arhitectură toate Memoria plăcii video, inclusiv frame-buffer-ul, este preluată din memoria principală a sistemului. În AGP, frame-buffer-ul rămâne pe placa video, unde se află. Frame-buffer-ul este cea mai importantă componentă a memoriei video și necesită cea mai mare performanță, așa că are mai mult sens să-l lăsați pe placa video și să folosiți VRAM pentru el.

AGP permite procesorului video să acceseze memoria sistemului pentru alte sarcini care necesită multă memorie, cum ar fi texturarea și alte operațiuni de grafică 3D. Această memorie nu este la fel de critică precum frame-buffer-ul, ceea ce permite plăcilor video să fie mai ieftine prin reducerea capacității de memorie VRAM. Accesarea memoriei sistemului este apelată executare directă din memorie(execuție directă memorie - DIME). Un dispozitiv special numit tabelul de remapare a deschiderii grafice(Graphics Aperture Remapping Table - GART), operează pe adrese RAM în așa fel încât acestea să poată fi distribuite în memoria sistemului în blocuri mici, mai degrabă decât într-o secțiune mare, și le furnizează plăcii video ca și cum ar fi parte a memoriei video . Următoarea figură oferă o idee clară a funcțiilor AGP:

Cerințe AGP

Pentru a utiliza AGP într-un sistem, trebuie îndeplinite mai multe cerințe:

• Disponibilitatea plăcii video AGP: Această cerință este destul de evidentă.
• Disponibilitatea unei plăci de bază cu un chipset AGP: Desigur, chipsetul de pe placa de bază trebuie să accepte AGP.
• Suport sistem de operare: Sistemul de operare trebuie să suporte noua interfață folosind driverele și rutinele sale interne.
• Suport șofer: Desigur, placa video necesită drivere speciale pentru a suporta AGP și a o utiliza abilitati speciale, de exemplu modul 3X.

Autobuze în serie noi

De 20 de ani, multe dispozitive periferice sunt conectate la aceleași porturi paralele și seriale care au apărut pe primul PC și, cu excepția standardului Plug and Play, „tehnologia I/O” s-a schimbat puțin din 1081. Cu toate acestea, până la sfârșitul anilor 90 ai secolului trecut, utilizatorii au început să simtă din ce în ce mai mult limitările porturilor paralele și seriale standard:

• Lățimea de bandă: Porturile seriale au un debit maxim de 115,2 Kb/s, iar porturile paralele (în funcție de tip) aproximativ 500 Kb/s. Cu toate acestea, dispozitivele precum camerele video digitale necesită o lățime de bandă semnificativ mai mare.
• Ușurință în utilizare: Conectarea dispozitivelor la porturi vechi este foarte incomod, mai ales prin adaptoare de porturi paralele. În plus, toate porturile sunt situate pe spatele computerului.
• Resurse hardware: Fiecare port necesită propria sa linie IRQ. PC-ul are doar 16 linii IRQ, dintre care majoritatea sunt deja ocupate. Unele PC-uri au doar cinci linii IRQ gratuite pentru conectarea dispozitivelor noi.
• Număr limitat de porturi: Multe PC-uri au două porturi COM seriale și un port LPT paralel. Este posibil să adăugați mai multe porturi, dar cu prețul utilizării liniilor IRQ valoroase.

În ultimii ani, tehnologia I/O a devenit una dintre cele mai dinamice domenii ale dezvoltării PC-urilor desktop și au fost dezvoltate două standarde de date seriale care au schimbat foarte mult modul în care sunt conectate dispozitivele periferice și au dus conceptul de plug and play la un nou nivel. înălțimi. Datorită noilor standarde, orice utilizator va putea conecta un număr aproape nelimitat de dispozitive la un PC în doar câteva secunde, fără să aibă cunoștințe tehnice speciale.

Universal Serial Bus

Dezvoltat de Compaq, Digital, IBM, Intel, Microsoft, NEC și Northern Telecom Universal Serial Bus(Universal Serial Bus - USB) oferă un nou conector pentru conectarea tuturor dispozitivelor I/O obișnuite, eliminând multe dintre porturile și conectorii de astăzi.

Busul USB permite conectarea a până la 127 de dispozitive folosind conexiune în lanț(daisy-chaining) sau utilizare mufa USB(Mufa USB). Hub-ul în sine, sau hub, are mai multe prize și este introdus într-un PC sau alt dispozitiv. Fiecare hub USB poate conecta șapte dispozitive periferice. Printre acestea poate exista un al doilea hub, la care mai pot fi conectate șapte dispozitive periferice etc. Odată cu semnalele de date, magistrala USB transmite și tensiunea de alimentare de +5 V, deci dispozitive mici, cum ar fi scanerele portabile, este posibil să nu aibă propria lor sursă de alimentare.

Dispozitivele se conectează direct la mufa cu 4 pini de pe computer sau hub ca priză dreptunghiulară de tip A. Toate cablurile care sunt conectate permanent la dispozitiv au o mufă de tip A. Dispozitivele care utilizează un cablu separat au o priză pătrată de tip B, iar cablul care le conectează are mufă de tip A sau tip B.

Autobuzul USB elimină limitările de viteză ale porturilor seriale bazate pe UART. Funcționează la o viteză de 12 Mb/s, ceea ce corespunde rețelei Tehnologii Ethernetși Token Ring și oferă o lățime de bandă suficientă pentru toate perifericele moderne. De exemplu, magistrala USB are suficientă lățime de bandă pentru a suporta dispozitive precum unități CD-ROM externe și unități de bandă, precum și interfețe ISDN telefoane obișnuite. De asemenea, este suficient să trimiteți semnale audio digitale direct către difuzoarele echipate cu convertoare digital-analogice, eliminând necesitatea unei plăci de sunet. Cu toate acestea, magistrala USB nu este destinată înlocuirii rețelelor. Pentru a obține un cost scăzut acceptabil, distanța dintre dispozitive este limitată la 5 m. Pentru dispozitivele lente, cum ar fi tastaturile și mouse-urile, rata de transfer de date poate fi setată la 1,5 Mbps, economisind lățime de bandă pentru dispozitive mai rapide.

Autobuzul USB acceptă pe deplin tehnologia Plug and Play. Elimină necesitatea instalării cardurilor de expansiune în interiorul PC-ului și ulterior reconfigurarii sistemului. Autobuzul vă permite să conectați, să configurați, să utilizați și, dacă este necesar, să deconectați dispozitivele periferice în timp ce computerul și alte dispozitive funcționează. Nu este nevoie să instalați drivere, să selectați porturi seriale și paralele sau să definiți linii IRQ, canale DMA și adrese I/O. Toate acestea se realizează prin controlul dispozitivelor periferice folosind un controler gazdă pe placa de bază sau pornit placă PCI. Controlerul gazdă și controlerele slave din hub-uri controlează dispozitivele periferice, reducând sarcina procesorului și îmbunătățind performanța generală a sistemului. Controlerul gazdă în sine este controlat de software-ul de sistem din sistemul de operare.

Datele sunt transmise pe un canal bidirecțional controlat de controlerul gazdă și controlerele hub slave. Îmbunătățirea mastering-ului magistralei permite ca porțiuni din lățimea de bandă totală să fie rezervate permanent pentru anumite periferice; această metodă se numește transmisie izocronă de date(transfer izocron de date). Interfața magistrală USB conține două module principale: mașină cu interfață serială(Serial Interface Engine - SIE), responsabil pentru protocolul magistralei și hub rădăcină(Root Hub), utilizat pentru a extinde numărul de porturi USB.

Autobuzul USB alocă 500 mA fiecărui port. Datorită acestui fapt, dispozitivele cu putere redusă care ar necesita în mod normal un adaptor de curent alternativ separat pot fi alimentate prin cablu - USB permite computerului să detecteze automat puterea necesară și să o livreze dispozitivului. Hub-urile acceptă putere maximă de la magistrala USB (alimentată cu magistrala), dar pot avea propriul convertor de curent alternativ. Hub-urile autoalimentate care furnizează 500 mA per port oferă flexibilitate maximă pentru dispozitivele viitoare. Hub-urile de comutare de porturi izolează toate porturile unul de celălalt, astfel încât unul care este scurtcircuitat să nu perturbe funcționarea celorlalți.

Autobuzul USB promite un PC cu un singur port USB în loc de cei patru sau cinci conectori diferiți de astăzi. Puteți conecta la acesta un dispozitiv mare și puternic, cum ar fi un monitor sau o imprimantă, care va acționa ca un hub, oferind conectivitate la alte dispozitive mai mici, cum ar fi un mouse, tastatură, modem, scaner, cameră digitală etc. Cu toate acestea, acest lucru va necesita dezvoltarea unor drivere speciale pentru dispozitive. Cu toate acestea, această configurație de PC are dezavantaje. Unii experți consideră că arhitectura USB este destul de complexă, iar nevoia de a suporta multe tipuri diferite de dispozitive periferice necesită dezvoltarea unui întreg set de protocoale. Alții cred că principiul hub-ului pur și simplu schimbă costul și complexitatea de la unitatea de sistem la tastatură sau monitor. Dar principalul obstacol în calea succesului USB este standardul IEEE 1394 FireWire.

Autobuz IEEE 1394 FireWire

Acest standard de magistrală periferică de mare viteză a fost dezvoltat de Apple Computer, Texas Instruments și Sony. A fost proiectat ca o completare a magistralei USB, nu ca o alternativă la aceasta, deoarece ambele magistrale pot fi utilizate în același sistem, similar cu porturile moderne paralele și seriale. Cu toate acestea, marii producători de camere digitale și imprimante sunt mai interesați de magistrala IEEE 1394 decât de magistrala USB, deoarece camerele digitale sunt mai potrivite pentru mufa 1394 decât pentru portul USB.

IEEE 1394 (denumit în mod obișnuit FireWire) seamănă mult cu USB, de asemenea, o magistrală serială care poate fi schimbată la cald, dar mult mai rapid. IEEE 1394 are două straturi de interfață: unul pentru magistrala de pe placa de bază a computerului și unul pentru interfața punct la punct dintre dispozitivul periferic și computer printr-un cablu serial. Un simplu pod leagă aceste două niveluri. Interfața de magistrală acceptă rate de transfer de date de 12,5, 25 sau 50 MB/s, iar interfața de cablu acceptă 100, 200 și 400 MB/s, ceea ce este mult mai rapid decât viteza magistralei USB de 1,5 MB/s sau 12 MB/s . Specificația 1394b definește alte modalități de codificare și transmitere a datelor, permițând vitezei să crească la 800 Mb/s, 1,6 Gb/s sau mai mult. Astfel de de mare viteză vă permite să utilizați IEEE 1394 pentru a conecta camere digitale, imprimante, televizoare, plăci de rețea și dispozitive de stocare externe la un computer.

Conectorii de cablu IEEE 1394 sunt proiectați astfel încât contactele electrice să fie conținute în corpul conectorului, ceea ce previne posibilitatea de șoc electric al utilizatorului și contaminarea contactelor de către mâinile utilizatorului. Acești conectori sunt mici și comozi, similari conectorului pentru jocuri Nintendo GameBoy, care s-a dovedit a avea o durabilitate excelentă. În plus, acești conectori pot fi conectați orbește în spatele computerului. Nu sunt necesare dispozitive terminale (terminatoare) și instalarea manuală a identificatorilor.

Busul IEEE 1394 este proiectat pentru un cablu cu 6 fire de până la 4,5 m lungime, care conține două perechi de conductori pentru transmiterea datelor și o pereche pentru alimentarea dispozitivului. Fiecare pereche de semnal este ecranată și întregul cablu este, de asemenea, ecranat. Cablul permite tensiuni de la 8V la 400V și curenți de până la 1,5A și menține continuitatea fizică a dispozitivului atunci când dispozitivul este oprit sau defect (ceea ce este foarte important pentru o topologie în serie). Cablul asigură alimentarea dispozitivelor conectate la magistrală. Pe măsură ce standardul se maturizează, se așteaptă ca magistrala să ofere distanțe mai lungi fără repetitor și un randament și mai mare.

Baza oricărei conexiuni IEEE 1394 este un cip de strat fizic și un cip de strat de comunicare, iar dispozitivul necesită două cipuri. Interfața fizică (PHY) a unui dispozitiv se conectează la PHY a altui dispozitiv. Conține circuitele necesare pentru a îndeplini funcțiile de arbitrare și inițializare. Interfața de comunicare conectează PHY, precum și circuitele interne ale dispozitivului. Transmite și primește pachete în format IEEE 1394 și acceptă transferuri de date asincrone sau izocrone. Capacitatea de a accepta formate asincrone și izocrone în aceeași interfață permite aplicațiilor non-critice în timp, cum ar fi scanere sau imprimante, precum și aplicații în timp real, cum ar fi video și audio, să ruleze pe magistrală. Toate cipurile din stratul fizic folosesc aceeași tehnologie, în timp ce cipurile din stratul de comunicare sunt specifice fiecărui dispozitiv. Această abordare permite magistralei IEEE 1394 să acționeze ca un sistem peer-to-peer, spre deosebire de abordarea client-server a magistralei USB. Ca urmare, sistemul IEEE 1394 nu necesită nici o gazdă de servire, nici un PC.

Transferul asincron este modalitatea tradițională de transfer de date între computere și dispozitive periferice. Aici, datele sunt transmise într-o singură direcție și sunt însoțite de o confirmare ulterioară către sursă. Transferul asincron de date pune accentul pe livrare mai degrabă decât pe performanță. Transferul de date este garantat și retransmisiile sunt acceptate. Transferul de date izocron transmite date la o rată predeterminată, astfel încât aplicația să le poată procesa în funcție de sincronizare. Acest lucru este deosebit de important pentru datele media critice în timp, unde livrarea just-in-time elimină necesitatea unei stocări tampon costisitoare. Transferurile izocrone de date funcționează pe principiul difuzării, în care unul sau mai multe dispozitive pot „asculta” datele transmise. Autobuzul IEEE 1394 poate transmite simultan mai multe canale (până la 63) de date izocrone. Deoarece transferurile izocrone pot ocupa maximum 80% din lățimea de bandă a magistralei, rămâne suficientă lățime de bandă pentru transferuri asincrone suplimentare.

Arhitectura magistrală scalabilă IEEE 1394 și topologia flexibilă îl fac ideal pentru conectarea dispozitivelor de mare viteză, de la computere și hard disk-uri la echipamente audio și video digitale. Dispozitivele pot fi conectate într-o topologie în lanț sau arbore. Figura din stânga arată două zone de lucru separate conectate printr-o punte de magistrală IEEE 1394. Zona de lucru #1 constă dintr-o cameră video, un PC și un VCR, care sunt toate conectate prin IEEE 1394. PC-ul este, de asemenea, conectat la o rețea fizică. imprimanta la distanta printr-un repetor 1394, care mareste distanta dintre dispozitive.amplificarea semnalelor magistralei. Pe o magistrală IEEE 1394, sunt permise până la 16 sărituri între oricare două dispozitive. Un splitter 1394 este utilizat între bridge și imprimantă pentru a oferi un alt port pentru conectarea unui bridge de magistrală IEEE 1394. Splitter-urile oferă utilizatorilor o mai mare flexibilitate a topologiei.

Zona de lucru #2 conține doar computerul și imprimanta pe segmentul de autobuz 1394, precum și o conexiune la podul de autobuz. Puntea izolează traficul de date din fiecare Zona de lucru. Podurile de magistrală IEEE 1394 permit transferul datelor selectate de la un segment de magistrală la altul. Prin urmare, PC-ul #2 poate solicita imagini de la VCR din zona de lucru #1. Deoarece cablul de magistrală transportă și energie, interfața de semnal PHY este întotdeauna alimentată și datele sunt transferate chiar dacă PC-ul #1 este oprit.

Fiecare segment de magistrală IEEE 1394 permite conectarea a până la 63 de dispozitive. Acum fiecare dispozitiv poate fi amplasat la o distanță de până la 4,5 m; distante mari sunt posibile atat cu repetoare cat si fara. Îmbunătățirile cablurilor vor permite transportarea dispozitivelor pe distanțe mai lungi. Podurile pot conecta peste 1.000 de segmente, oferind un potențial de extindere semnificativ. Un alt avantaj este capacitatea de a efectua tranzacții la viteze diferite pe un singur mediu pe dispozitiv. De exemplu, unele dispozitive pot rula la 100 Mbps, în timp ce altele pot rula la 200 Mbps și 400 Mbps. Schimbarea la cald (conectarea sau deconectarea dispozitivelor) pe magistrală este permisă chiar și atunci când magistrala este complet operațională. Modificările în topologia magistralei sunt detectate automat. Acest lucru elimină nevoia de comutatoare de adrese și alte intervenții ale utilizatorului pentru a reconfigura magistrala.

Datorită tehnologiei de transfer de pachete, magistrala IEEE 1394 poate fi organizată ca și cum spațiul de memorie ar fi distribuit între dispozitive sau ca și cum dispozitivele ar fi în sloturi de pe placa de bază. Adresa dispozitivului este formată din 64 de biți, cu 10 biți alocați pentru ID-ul rețelei, 6 biți pentru ID-ul nodului și 48 biți pentru adresele de memorie. Ca rezultat, pot fi adresate 1023 de rețele cu 63 de noduri, fiecare cu 281 TB de memorie. Adresarea memoriei, mai degrabă decât a canalelor, tratează resursele ca registre sau memorie care pot fi accesate folosind tranzacții procesor-memorie. Toate acestea asigură o simplă organizare a rețelei; De exemplu, camera digitala poate transfera cu ușurință imagini direct pe o imprimantă digitală fără un computer intermediar. Bus-ul IEEE 1394 arată că PC-ul își pierde rolul dominant în conectarea mediului și poate fi considerat un nod foarte inteligent.

Necesitatea de a utiliza două cipuri în loc de unul face ca perifericele IEEE 1394 să fie mai scumpe decât perifericele SCSI, IDE sau USB, făcându-le nepotrivite pentru dispozitivele lente. Cu toate acestea, beneficiile sale pentru aplicațiile de mare viteză, cum ar fi editarea video digitală, fac din IEEE 1394 interfața principală pentru electronicele de larg consum.

În ciuda avantajelor magistralei IEEE 1394 și a apariției în 2000 a plăcilor de bază cu controlere încorporate pentru această magistrală, succesul viitor al FireWire nu este garantat. Apariția specificației USB 2.0 a complicat foarte mult situația.

Specificație USB 2.0

Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, Microsoft, NEC și Philips au luat parte la dezvoltarea acestei specificații, care vizează sprijinirea dispozitivelor periferice de mare viteză. În februarie 1999, au fost anunțate îmbunătățiri de performanță de 10 până la 20 de ori, iar în septembrie 1999, studiile de inginerie au ridicat estimările la 30 până la 40 de ori față de USB 1.1. Au fost exprimate îngrijorări că, cu o astfel de performanță, magistrala USB va „îngropa” pentru totdeauna magistrala IEEE 1394. Cu toate acestea, consensul general este că aceste două magistrale sunt orientate spre aplicatii diverse. Scopul USB 2.0 este de a oferi suport pentru toate perifericele PC populare actuale și viitoare, în timp ce IEEE 1394 are ca scop conectarea dispozitivelor audio și video de consum, cum ar fi recordere video digitale, DVD-uri și televizoare digitale.

Conform USB 2.0, debitul crește de la 12 Mb/s la 360-480 Mb/s. Se așteaptă ca USB 2.0 să fie compatibil cu USB 1.1, oferind utilizatorilor o tranziție fără probleme la noul autobuz. Pentru acesta vor fi dezvoltate noi dispozitive periferice de mare viteză, care vor extinde gama de aplicații pentru PC. Vitezele de 12 MB/s sunt suficiente pentru dispozitive precum telefoane, camere digitale, tastaturi, mouse-uri, joystick-uri digitale, unități de bandă, unități de dischetă, difuzoare digitale, scanere și imprimante. Debit crescut Capacitate USB 2.0 va extinde funcționalitatea dispozitivelor periferice, oferind suport pentru camere de înaltă rezoluție pentru conferințe video, precum și scanere de mare viteză și imprimante de ultimă generație.

Perifericele USB existente vor funcționa neschimbate într-un sistem USB 2.0. Dispozitivele precum tastaturile și mouse-urile nu necesită lățimea de bandă crescută a USB 2.0 și vor funcționa ca dispozitive USB 1.1. Lățimea de bandă crescută a USB 2.0 va extinde gama de dispozitive periferice care pot fi conectate la un PC și, de asemenea, va permite mai multor dispozitive USB să partajeze lățimea de bandă disponibilă a magistralei, până la limitele arhitecturale ale magistralei USB. Compatibilitatea anterioară a USB 2.0 cu USB 1.1 ar putea fi un avantaj decisiv în lupta împotriva magistralei IEEE 1394 pentru interfața dispozitivului de consum.

DeviceBay standard

DeviceBay este un nou standard care urmează standardelor IEEE 1394 și USB bus. Aceste autobuze permit conectarea și deconectarea dispozitivelor din mers, adică. in timpul functionarii PC-ului. O asemenea oportunitate schimb la cald(schimbări la cald, conectare la cald) necesita unul nou conexiune specialăîntre dispozitive și standardul DeviceBay a devenit răspunsul la această cerință. Standardizează locașuri în care pot fi introduse hard disk-uri, unități CD-ROM și alte dispozitive. Cadrul de montare este instalat fără unelte și în timpul funcționării pe computer. Dacă standardul DeviceBay devine larg răspândit, va elimina cablurile plate din carcasele PC-ului. Întregul PC poate fi proiectat ca un design modular, în care toate modulele sunt conectate la magistralele USB sau FireWire ca dispozitive DeviceBay. În acest caz, dispozitivul poate fi mutat liber între computer și alte dispozitive de acasă.

Standardul DeviceBay este conceput pentru a conecta dispozitive precum unități Zip, unități CD-ROM, unități de bandă, modemuri, hard disk-uri, cititoare de carduri PC etc.

Autobuzele, după cum știți, sunt folosite pentru a transfera date de la procesorul central la alte dispozitive ale unui computer personal. Pentru a coordona transferul de date către componentele individuale care operează la propria frecvență, se utilizează un chipset - un set de controlere combinate structural în poduri de nord și de sud. North Bridge este responsabil pentru schimbul de informații cu RAM și sistemul video, South Bridge este responsabil pentru funcționarea altor dispozitive conectate prin conectorii corespunzători - hard disk-uri, unități optice, precum și dispozitive situate pe placa de bază (built-in). sistem audio, dispozitiv de rețea etc.), și pentru dispozitive externe - tastatură, mouse etc.

Diagrama plăcii de sistem este prezentată mai jos.

Pentru a conecta procesorul cu poduri, se folosește magistrala FSB (Front Side Bus) (cele mai frecvent utilizate în prezent sunt Hyper-Transport și SCI), podul de nord (numit uneori controler de sistem) permite funcționarea celor mai puternice dispozitive - adaptor video folosind magistrala PCI Express 16x și memoria RAM prin magistrala de memorie. South Bridge asigură funcționarea dispozitivelor cu viteză redusă conectate folosind plăci de expansiune (plăci audio, plăci de rețea, plăci video etc.) prin magistralele PCI și magistrala PCI Express, unitățile optice și hard disk-urile prin magistralele ATA (numite anterior IDE, numite acum PATA (Parallel ATA) și magistralele SATA mai moderne. Chiar și dispozitivele mai lente sunt conectate la podul de sud prin autobuzul LPC - Cipul BIOS, un multicontroller pentru comunicarea cu dispozitive externe prin porturi seriale și paralele - tastatură, mouse, imprimantă etc.

Rețineți că în cele mai moderne computere, funcțiile podului de nord sunt îndeplinite de procesorul central (Intel Nehalem, AMD Sledgehammer).

Un computer are mai multe magistrale prin care sunt transferate date. Principalul este autobuzul dintre procesor centralși Podul de Nord. Despre frecvența acestei magistrale puteți citi în secțiunea despre procesoare. Următoarea magistrală este între procesor și RAM (anterior era între North Bridge și RAM). Puteți afla despre caracteristicile sale din secțiunea despre RAM. Autobuzele care duc la carduri de expansiune, pe care le vom descrie mai jos, rămân neexaminate.

Autobuzul de date transportă date direct și, cu cât are mai multe linii, cu atât mai multe date pot fi transferate într-un singur ciclu de ceas, astfel încât numărul de linii crește constant. Pentru a transfera date în interiorul computerului, se folosește o magistrală specială, care constă din trei părți, prin care sunt transmise date, adrese, semnale de control, precum și împământare, tensiune etc.. Adică, practic datele sunt transferate în trei părți : magistrala de adrese, magistrala de date si managementul magistralei. Numărul de linii de magistrală de adrese determină spațiul maxim de adrese în care pot fi trimise datele, în principal către RAM. Procesorul 8086 avea 20 de linii de adresă și putea adresa 2 20 = 1 megaoctet de memorie, cel 286 avea 24 de linii (2 24 = 16 megaocteți), cel 386 avea 32 de linii (2 32 = 4 gigaocteți), calculatoare moderne au mai mult de 32 de linii. Adică, cu cât mai multe linii în magistrala de adrese, cu atât mai multă RAM suportă placa de bază.

Autobuzul de date transmite direct datele și cu cât are mai multe linii, cu atât mai multe date pot fi transferate într-un singur ciclu de ceas. Prin urmare, numărul de linii este în continuă creștere, începând de la 8 în primele computere până la 32 în sistemele Pentium.

Prin conectorii placii de baza, prin cardurile introduse, informatiile sunt transmise catre/de la procesor catre dispozitivele externe in legatura cu placa de baza. Desigur, acești conectori nu pot transmite mai multe date decât este suportat de magistrala internă a sistemului și, de obicei, mai puține, în funcție de tipul de magistrală cu care funcționează plăcile de expansiune. Există mai multe tipuri de magistrale și, în consecință, conectori: ISA, EISA, PCI și altele. Cele mai recente modele de computere folosesc în principal magistrala PCI-E mai puternică. Dar destul de multe dispozitive încă funcționează pe autobuze mai puțin eficiente. Prin urmare, plăcile de bază moderne au până la 5 magistrale diferite și conectorii lor corespunzători.

Să aruncăm o privire mai atentă la anvelopele disponibile.

Autobuz ISA(Industry Standard Architecture) a apărut cu mult timp în urmă și a fost un standard pentru o lungă perioadă de timp. Acum este iremediabil depășit. În total, primele modele XT aveau 8 linii de date, care permiteau transferul de octeți, 20 de linii de adresă pentru adresarea de până la 1 megaoctet de memorie și alte 34 de linii pentru alte scopuri. La trecerea la modelul RS AT au fost adăugate alte 36 de linii, inclusiv 8 pentru date și 4 pentru adresă. 8-bit a fost folosit în PC XT, avea 62 de contacte și permitea adresarea a 1 MB de memorie. Urmează cel de 16 biți (numit uneori AT BUS), care funcționează la o frecvență de 8 MHz cu o viteză de 16 Mb/sec, permițându-vă să vă adresați până la 16 Megaocteți. Este format din două părți, prima dintre care corespunde slotului magistralei ISA de 8 biți. Alți 8 biți sunt folosiți pentru adrese suplimentare I/O și conține 36 de sloturi (astfel încât să puteți instala carduri de 8 biți într-un slot de 16 biți). Cu toate acestea, acest dispozitiv avea o frecvență de ceas de 8,33 MHz și funcționa lent, așa că au apărut și alte autobuze.

În prezent, funcționează standardul Plug-an d-Play (PnP), care permite configurarea să fie efectuată automat la instalarea unui dispozitiv nou. În acest caz, sistemul însuși determină tipul de dispozitiv, adresa portului I/O, numărul de întrerupere și canalul de acces direct la memorie (DMA). Cu toate acestea, anvelopele mai vechi au dificultăți în utilizarea acestui standard. Astfel, magistrala ISA a fost dezvoltată înainte de apariția PnP. Prin urmare, nu toate dispozitivele care se conectează la această magistrală pot fi configurate automat. A iesi situatia actuala Windows 9x are o listă de dispozitive care pot fi conectate la computer și care se instalează singure.

Autobuzul ISA are următoarele restricții:

Prezența unei magistrale pe 16 biți, adică capacitatea de a trimite simultan doi octeți;

Frecvența maximă de ceas 8,33 MHz;

Fără partajare de întreruperi și canale DMA pe mai multe carduri în sloturi diferite;

Incapacitatea de a dezactiva programatic cardul în cazul unui conflict de dispozitiv;

Lipsa controlului software al adreselor portului I/O, liniilor de întrerupere și canalelor de acces direct.

Pentru a instala un card ISA pe o magistrală EISA, de obicei trebuie să aveți un fișier de configurare pentru a rula utilitarul de configurare a magistralei EISA, care va aloca apoi resurse cardului.

Când instalați un dispozitiv nou, aveți nevoie ca acesta să fie compatibil fizic și logic. Alinierea fizică înseamnă că tipul de conector și numărul de pini de pe fișă și conector trebuie să se potrivească unul cu celălalt. Alinierea logică înseamnă că contactele prin care este furnizată tensiunea, unde există împământare etc. trebuie să fie clar definite. În acest caz, semnalul trimis printr-un contact trebuie să fie identificat de dispozitivul de recepție ca un semnal de transfer de date și nu ca un semnal de control. Toate acestea sunt determinate de standardul pentru anvelope.

Acest standard este de obicei stabilit de producător, care a început producția în masă a dispozitivelor noi. Acestea includ magistrala EIDE pentru conectarea hard disk-urilor, porturi seriale și paralele, o magistrală pentru ieșirea imaginilor grafice, o magistrală pentru conectarea plăcilor de expansiune, o magistrală USB, IrDA etc., care au propriile standarde. Cu toate acestea, în practică, termenul magistrală se referă adesea la magistrala la care este conectată placa de extensie. Prin urmare, în această carte, de acum înainte, magistrala se va numi pur și simplu magistrala PCI, magistrala VESA etc. În concluzie, observăm că au fost chemate primele autobuze de calculator Multibus1. Au fost produse în două versiuni: magistrală PC/XT și magistrală PC/AT și aveau 7 linii pentru întreruperi hardware. Ulterior au fost înlocuite cu autobuzul ISA.

Autobuzul MCA(Microchannel) a apărut în 1987, dezvoltat de IBM și instalat pe computerul PS/2 ISA. Există două tipuri: pe 16 biți și pe 32 de biți. Pe 32 de biți funcționează la o frecvență de 10 MHz, cu o rată de transfer de date de până la 20 Mb/s și vă permite să vă adresați până la 4 gigaocteți. Placa de extensie poate fi recunoscută independent și configurată automat de computer. Principalul dezavantaj este incompatibilitatea cu magistrala ISA, pentru care au fost dezvoltate principalele dispozitive, astfel încât această arhitectură nu este utilizată pe scară largă.

ObosiEISA(Extended ISA - extins ISA) a fost lansat de un grup de companii care concurează cu IBM în 1988, deoarece autobuzul MCA avea descriere închisăși ar putea fi folosit doar de IBM și este, de asemenea, deja depășit. Printre avantaje se numără compatibilitatea acestuia cu conectorul ISA datorită dispunerii conectorilor în două straturi, pe unul ISA, pe al doilea - EISA. Această magistrală este pe 32 de biți, funcționează la o frecvență de 8,33 MHz și oferă o viteză maximă de transfer de date de până la 33 Mb/s. Configurația este setată programatic, nu folosind comutatoare.

Pentru a preveni scurtcircuitarea celor două straturi la instalarea unui card care necesită un conector ISA, conectorul are o mufă care împiedică conectarea la contactele inferioare. Cardul EISA conține o decupare în locul mufei care vă permite să ocoliți această mufă.

Datorită costului său ridicat, magistrala EISA nu a fost utilizată pe scară largă în calculatoarele personale, ci a fost folosită în stațiile de lucru și servere.

Obosi SCSI(Small Computer System Interface - interfață de computer cu sistem mic) este proiectat pentru a conecta rețele mari de dispozitive la magistrală, cum ar fi hard disk-uri, unități optice, streamere, imprimante etc. Prin urmare, este utilizat în principal în computere server sau computere cu un Sistem RAID. Practic nu este folosit în computerele de acasă.

SCSI-1 apărut în 1986, avea 8 linii de date, fiecare dispozitiv cu propriul număr, adaptorului fiind atribuit numărul 7. Dispozitivele rămase au un număr de la 0 la 6, iar numărul este setat manual pe spatele dispozitivului conectat sau folosind jumperi. . Dispozitivele de pe autobuz pot face schimb de informații între ele fără participarea unui adaptor, care în acest caz determină cine poate transfera date cui. În același timp, atunci când informațiile trec prin el, el ia parte la ea. Frecvența magistralei este de 5 MHz, numărul maxim de dispozitive conectate este de 8.

Rapid SCSI a apărut în 1991 și avea 8 linii de date, precum și un conector de cablu îmbunătățit. Frecvența magistralei – 10 MHz, lățime de bandă – 10 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 8.

Lat SCSI avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei – 10 MHz, lățime de bandă – 20 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 16.

Ultra SCSI apărut în 1992, avea 8 linii pentru transmisia datelor, frecvența magistralei - 20 MHz, lățime de bandă - 20 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate - 4-8.

Ultra Lat SCSI avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei - 20 MHz, lățime de bandă - 40 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate - 4 - 16.

Ultra 2 SCSI apărut în 1997, avea 8 linii pentru transmisia datelor, frecvența magistralei – 10 MHz, lățime de bandă – 40 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 8.

Ultra 2 Lat SCSI avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei – 40 MHz, lățime de bandă – 80 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 16.

Ultra 3 SCSI avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei – 40 MHz, lățime de bandă – 160 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 16.

Ultra -320 SCSI avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei – 80 MHz, lățime de bandă – 320 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 16.

Ultra -640 SCSI apărută în 2003, avea 16 linii pentru transmiterea datelor, frecvența magistralei – 160 MHz, lățime de bandă – 640 MB/sec, număr maxim de dispozitive conectate – 16.

Ulterior, tehnologia a început să se dezvolte SAS(Serial Attached SCSI) pentru lucrul cu hard disk-uri și unități de bandă. Puteți conecta dispozitive SATA la un conector SAS, dar nu invers. Oferă un debit de 1,5, 3,0, 6,0 Gbit/s, 12 Gbit/s de așteptat. Vă permite să conectați nu numai unități de 3,5 inchi, ci și unități de 2,5 inchi.

Adaptorul în sine este situat pe placa de bază (ca un Mac) sau pe o placă de expansiune. Cardul este introdus în slotul PCI. Cablul dispozitivului SCSI de pe computerele Mac are un conector mamă cu un conector DB25, la fel ca și portul paralel. Dacă îl conectați accidental la o imprimantă sau la un port paralel al unui computer sau, dimpotrivă, conectați un cablu de imprimantă la un dispozitiv SCSI, cipurile dispozitivului la care sunt conectate se pot arde.

La transmiterea datelor printr-un cablu, poate apărea o așa-numită „undă staționară”. Pentru a preveni să se întâmple, se folosește un dop special pentru a-l stinge. Mai mult, această mufă ar trebui să fie una și să fie situată la capătul cablului. Dispozitivele SCSI pot avea doi conectori, dintre care unul este conectat la magistrala SCSI, iar al doilea, dacă este la capătul cablului, trebuie să aibă mufă. Dacă există două stub-uri pe două dispozitive pe o linie, acestea se pot împiedica reciproc să își îndeplinească rolul.

Busul SCSI funcționează oarecum diferit cu hard disk-urile față de alte standarde, considerând discul nu ca înregistrări având capete, cilindri, sectoare, ci ca o secvență de înregistrări logice. Când adaptorul SCSI primește informații de la CPU despre o înregistrare la o anumită adresă pentru hard disk, adaptorul SCSI o traduce într-un număr de înregistrare logic. Ca urmare, dacă HDD pus în locul oricărui dispozitiv SCSI al acestui adaptor, va funcționa, dar dacă este instalat în alte adaptoare, este posibil ca sistemul să nu citească datele despre conversia discului în noua structură, toate informațiile de pe disc vor fi distruse.

Alte dispozitive (unități optice, Iomega) au șoferi speciali, în care le puteți muta liber de la un sistem la altul. Puteți utiliza ambele dispozitive conectate la un adaptor SCSI și EIDE în același timp pe un computer.

Dispozitivele SCSI necesită o terminație la capătul cablului care le conectează. De regulă, este instalat din fabrică pe fiecare dispozitiv. Prin urmare, atunci când instalați toate dispozitivele, cu excepția ultimului, trebuie să le eliminați. Dacă dispozitivele conectate la magistrala SCSI nu acceptă standardul Plug & Play, atunci numărul dispozitivului trebuie setat pe ele folosind jumperi. Rețineți că unele adaptoare necesită ca dispozitivele numerotate 0 și 1 să fie hard disk.

Autobuzul EIDE destinat conectării hard disk-urilor și unităților optice. Numit și ca LA O sau RATA(ATA paralel). Acum este înlocuit de magistrala SATA, dar, cu toate acestea, este instalat și pe plăci moderne, deoarece la ea pot fi conectate mai multe unități optice (două pentru fiecare conector). Acest lucru este discutat mai detaliat în secțiunea despre hard disk. Primele unități de disc au fost conectate la computer folosind carduri care conțineau un controler de disc. De-a lungul timpului, pe măsură ce dimensiunile chipurilor au scăzut, controlerul a început să fie instalat pe hard disk, iar controlerul unității de dischetă pe placa de bază, astfel încât a devenit posibilă conectarea hard disk-urilor direct prin conectorul de pe placa de bază.

Așa a apărut magistrala IDE, care face parte din magistrala ISA, care este conectată la un conector special (în dispozitivele moderne există doi conectori) pe placa de bază. Mai întâi, a fost dezvoltat un standard de magistrală numit ATA, apoi ATAPI, care a făcut posibilă lucrul cu unități optice. De-a lungul timpului, a apărut o versiune extinsă a EIDE cu standardul ATA și, ulterior, o extensie a standardului - ATAPI. Dacă există mai multe dispozitive conectate la conectorul EIDE decât poate suporta computerul, atunci trebuie să instalați un card special la care să puteți conecta mai multe dispozitive.

Primele standarde foloseau hard disk-uri conectate la placă folosind carduri speciale pe care era amplasat controlerul, la magistrala ISA. De-a lungul timpului, dimensiuni componente electronice au fost reduse și au început să fie instalate pe hard disk-ul propriu-zis. Apoi, unitățile au început să fie conectate la placă printr-un conector IDE, apoi au apărut doi conectori și până la două dispozitive puteau fi conectate la fiecare conector, performanța a crescut, a fost introdusă adresarea blocurilor logice, a devenit posibilă conectarea unităților optice, și toate acestea au fost susținute de standardul EIDE, care funcționează cu o frecvență de ceas de 8,33 MHz. Primele dispozitive au funcționat cu standardul ATA, apoi ATAPI, ceea ce a făcut posibilă conectarea la un canal dispozitiv optic. Deoarece a devenit posibilă transmiterea a 2 octeți simultan pe canal într-un singur ciclu de ceas, viteza de transfer pe aceleași linii a ajuns la 16,6 MB/sec. De-a lungul timpului, datele au fost transferate într-un singur ciclu de ceas nu numai la trecerea de la tensiune înaltă la tensiune scăzută, ci și la trecerea de la tensiune scăzută la înaltă. Acest standard se numește Ultra ATA sau ATA33, deoarece permite transferul de date la o viteză de 33,3 MB/sec.

Ulterior, a apărut standardul ATA66, în care frecvența ceasului din canal a crescut la 16,7 MHz și transferul de date are loc cu o viteză de 66,7 MB/sec. Cablu pentru conectându-se greu Drive-ul către placa de bază este deja diferit și conține 80 de fire în loc de 40, așa cum era cazul standardelor anterioare. Există 40 de fire folosite pentru a conecta dispozitivele la acest cablu. Dacă conectați un dispozitiv capabil să funcționeze în ATA33 la acest canal sau un dispozitiv care funcționează cu standardul ATA66 la magistrala ATA33, dispozitivul va funcționa cu o viteză de 33,3 MB/sec. În unele plăci, ATA și extensia sa ATAPI vă permit să conectați dispozitive cu viteze diferite la aceeași magistrală fără a reduce performanța, dar este mai bine să le separați în canale diferite.

Cablul pentru lucrul cu standardul IDE ATA (AT-Bus) este pe 16 biți, are 40 de nuclee. Cablul XT IDE (8 biți) are și 40 de nuclee, dar nu este compatibil ATA, ceea ce înseamnă că nu poate fi folosit pentru standardul IDE.

Există două moduri de operare a canalului DMA: Singleword și Multiword. Singleword DMA are modul 0, care funcționează la o viteză de 2,08 MB/sec, modul 1 – 4,16, modul 2 – 8,33, iar Multiword DMA are modul 0, care funcționează la o viteză de 4,12, modul 1 – 13,3, modul 2 – 16,6 MB/sec . Modul Ultra DMA are modul 0, funcționând la viteză – 16.6, modul 1 – 25, 2 – 33.

În plus, există și alte moduri PIO, de la 0 și mai mari, iar cu cât numărul este mai mare, cu atât mai repede rulează autobuzul.

Modul ATA-2 funcționează în PIO Mode 3 multiword DMA Mode 1, acceptă LBA și CHS. Rapid ATA-2 acceptă Multiword DMA modul 2 și PIO modul 4. ATA3 este o extensie a ATA2 cu Smart, adică îmbunătățește consumul de energie. ATA/ATAPI-4 - extensie ATA3, are Ultra DMA, interfață ATAPI. E-IDE acceptă modul PIO3, cu modul multiword DMA 1 și funcționează cu LBA și CHS. Ultra DMA necesită un cablu cu 80 de conductori cu conectori ecranați cu 40 de pini. Standardul IDE Mastering permite unui dispozitiv extern să controleze magistrala de sistem pentru transferul de date fără a controla magistrala procesorului, dar utilizarea unei astfel de magistrale elimină problemele de alocare a canalelor DMA și limitările de capacitate. În special, funcționează cu date pe 8 sau 16 biți. Au urmat modurile de operare ATA-3 (un alt nume pentru EIDE), ATA-4 (frecvența 16.7, 25, 33.3, un alt nume pentru Ultra ATA /33), ATA-5 (frecvență 66 MHz, alt nume Ultra ATA /66), ATA-6 (frecvență 100 MHz, alt nume Ultra DMA 100 sau UDMA 5 (100)), ATA-7 (frecvență 133 MHz, alt nume Ultra DMA 133 sau UDMA 6 (133)), ATA-8 (în dezvoltare).

Obosi VESA(Video Electronics Standard's Association - Association of Video Electronic Standards sau VL-BUS sau VLB sau VESA local bus) a fost depășită, a apărut pentru prima dată după magistrala ISA și avea o viteză de patru ori mai mare decât ISA, dar avea unele limitări, în special, a fost posibil să aibă doar 2-3 conectori, ceea ce, fără îndoială, a redus capacitățile computerului. Este o magistrală pentru conectarea unui display, dar poate fi folosită pentru alte dispozitive; nu este o extensie a magistralei ISA (ca magistralele anterioare). Acest card este conectat direct la magistrala CPU, ocolind magistrala de sistem. Funcționează cu frecvențe de magistrală de sistem de până la 66 MHz, utilizate în principal cu 486, uneori cu computere 386 pentru plăci video și hard disk. O nouă versiune 2.0 a fost lansată pentru Pentium, dar nu a fost utilizată pe scară largă și în prezent practic nu este folosită.

magistrala PCI(Peripheral Component Interconnect - conectarea componentelor periferice) nu se bazează nici pe magistrala ISA și este o magistrală complet independentă, sincronă, dezvoltată de Intel, primele versiuni operate la o frecvență de 33 MHz, aveau o magistrală de 32 de biți (sau 64 de biți). -bit) și este independent de procesorul central, adică vă permite să transferați date în timp ce procesorul este ocupat cu alte calcule. Debitul teoretic al magistralei a fost de 133 MB/sec, dar în realitate era de 80 MB/sec. Această anvelopă este folosită și astăzi pe scară largă.

Autobuzul PCI a început dezvoltarea în același timp cu magistrala ISA, dar a fost finalizat ulterior. Autobuzul PCI are mai multe benzi de transfer de date decât ISA și funcționează mai rapid decât ISA și numărul total Există 124 de contacte în conector.Magistrala vă permite să detectați erorile în timpul transmisiei de date și funcționează fără mufa de cablu. În plus, în timpul instalării, vă permite să configurați dispozitivul conectat, adică computerul citește informații din memoria dispozitivului, unde sunt stocați parametrii principali ai acestuia. Anvelopa poate funcționa nu numai cu un anumit set cipuri pe placa de baza, dar si cu diferite dispozitive, precum si in alte tipuri de calculatoare. În plus, magistrala PCI este capabilă să partajeze întreruperi și canale DMA între diferite dispozitive, ceea ce a fost impulsul pentru implementarea sa activă, în timp ce magistrala ISA nu a putut oferi acest lucru.

Puteți conecta carduri la conectorul magistralei PCI: cele cu alimentare: 5 V (key 50, 51 pini), 3,3 V (key 12, 13) și universal (key 12, 13, 50, 51 pini). Un slot de 32 de biți are 62 de contacte pe fiecare parte, un slot de 64 de biți are 94. Această magistrală vă permite să conectați până la patru dispozitive simultan, adică poate avea până la patru conectori. Pentru utilizare Mai mult dispozitive conectate, se folosește un microcircuit special - un pod de magistrală, pentru a conecta două autobuze. Pentru dispozitivele industriale există un standard Compact PCI cu 8 sloturi.

În timp ce magistrala PCI era în curs de dezvoltare, se dezvoltau și alte industrii. Frecvența de ceas a magistralei interne a crescut la 100, 150 MHz și mai mult, numărul de linii de date a crescut la 64 și continuă să crească, cu toate acestea, tipul de magistrală PCI rămâne pe 32 de biți, dar în viitor magistrala PCI se va dezvolta de asemenea.

Fiecare slot are 256 de registre de opt biți care conțin parametrii de configurare. După pornirea alimentării computerului, se face o solicitare de configurare a magistralei în timpul execuției programului Post; după setarea parametrilor, magistrala poate efectua operațiuni I/O. Principalul avantaj al magistralei este că transferul de date are loc fără implicarea procesorului central, adică în timp ce datele sunt transferate de la un dispozitiv la altul, procesorul central își poate îndeplini sarcinile.

Busul PCI 1.0 este pe 32 de biți cu o lățime de bandă de 132 MB/s, care se adresează până la 4 gigaocteți, iar PCI 2.0 este pe 64 de biți cu o lățime de bandă de 528 MB/s. Acest bus este adaptat pentru tehnologia Plug&Play, adică plăcile sunt configurate prin software. Pentru aplicațiile industriale se folosește standardul Compact PCI, în care pot fi instalate până la opt dispozitive simultan.

Rezolvarea conflictelor de întrerupere pe magistrala PCI se realizează permițând magistralei să gestioneze procesarea pentru fiecare dispozitiv pe rând. Autobuzul PCI oferă 32 de linii de date la o frecvență de ceas de 33 MHz, apoi a devenit 64 de biți, cu o frecvență de ceas de 66 MHz, iar noua versiune a magistralei poate găzdui plăci PCI vechi, precum și o nouă placă în slot vechi. Versiunile mai noi de PCI pot crește viteza de ceas și vă permit să utilizați vechi carduri de expansiune pentru a le rula, precum și să instalați plăci noi în sloturi vechi.

Autobuz AGP(Accelerated Graphics Port) a fost dezvoltat de Intel în 1997 special pentru lucrul cu o placă video, la o frecvență de 66 MHz are o magistrală de date pe 32 de biți. În prezent înlocuit de magistrala PCI-E. Autobuzul vă permite să utilizați pipelining-ul cererilor, adică trimiterea de date sub formă de pachete continue. În magistrala PCI sunt trimise datele anterioare și adresa pentru datele următoare, după care apar întârzieri de timp, iar în magistrala AGP sunt trimise una după alta mai multe adrese și mai multe date, ceea ce reduce întârzierea. Este posibil să puneți în coadă până la 256 de solicitări și să mențineți două cozi pentru operațiuni de citire/scriere cu prioritate mare și joasă. Transmisia dublă, adică transmiterea a două date într-un ciclu de ceas în loc de unul, vă permite să aveți un debit la o frecvență de 66 MHz până la 528 MB/sec. Permite operarea la frecvențe de până la 100 MHz și mai mari, cu un debit mai mare. Transferul cvadru vă permite să transferați până la 1.056 MB/sec.

Există mai multe standarde pentru magistrala AGP: AGP 1X, 2X, 4X, Pro și 8X. Majoritatea cardurilor funcționează cu standardul 4X și 8X. RAM stochează nu numai părți ale imaginii, ci și texturi grafice. Pentru a se asigura că sistemul video poate accesa doar acele zone de memorie care îl privesc, un tabel GART special (Graphics Address Remapping Table) este utilizat pentru a defini aceste zone de memorie.

Autobuzul are capacitatea procesorului video de a accesa direct zone de RAM, precum și de memorie video și de a procesa texturi acolo în modul DiMe (Direct Memory Execution), în timp ce adresarea este aceeași. Autobuzul este folosit pentru procesoare Pentium Pro, Pentium II, Pentium III și Pentium IV, dar poate funcționa și cu procesoare Pentium.

SATA(Serial ATA) este o dezvoltare a interfeței IDE. Caracteristica sa nu este transmisia de date în paralel, ci una în serie, care, deși mai lentă, permite utilizarea frecvențelor mai mari fără a fi nevoie de sincronizarea semnalului. Primul standard SATA 1.x ar putea funcționa la 1,5 GHz cu un debit de 1,2 Gbps (pierdere de transmisie cantitate mare informații despre serviciu). Standardul 2.x funcționează la o frecvență de 3 GHz cu un debit de până la 2,4 Gbit/s, iar standardul 3.0 la o frecvență de 6,0 Gbit/s, cu un debit de 4,8 Gbit/s.

Pentru a conecta dispozitive din interiorul unității de sistem, acestea sunt conectate la conectorul de informații SATA cu 7 pini de pe placa de bază și un cablu de alimentare cu 15 pini la sursa de alimentare. Există dispozitive care vă permit să conectați atât un cablu cu 15 pini, cât și un cablu de alimentare electrică Molex cu 4 pini. Vă rugăm să rețineți că conectarea a două cabluri în același timp poate arde dispozitivul.

Există adaptoare de la SATA la IDE și invers.

eSATA(SATA extern - SATA extern) este proiectat pentru conectarea dispozitivelor în modul hot-swappable, adică atunci când computerul este pornit. Pentru a putea face acest lucru în Windows XP, trebuie să instalați driverul AHCI. A fost creat în 2004. Are un conector similar cu SATA, dar are ecranare suplimentară a conectorului. Prin urmare, nu este compatibil cu conectorul SATA, deoarece acestea sunt compatibile electric, dar nu fizic. Lungimea cablului a fost mărită la 2 metri (1 metru pentru SATA).

Există un conector combinat eSATA + USB = Putere eSATA, care nu are doar linii de informare, ci și linii electrice.

PCI - E(sau PCI Express sau PCI-E) apărut în 2002, utilizează o conexiune de tip stea între dispozitive, permițând schimbarea la cald a dispozitivelor. Există mai multe opțiuni x1, x2, x4, x8, x12, x16, x32, care au conectori diferiți. Cu cât numărul este mai mic, cu atât mai puțini pini și lungimea conectorului este mai mică. Dispozitivele care sunt proiectate pentru conectorul x8 pot fi conectate la conectori cu un număr mai mare, în în acest caz,, x12, x16, x32. Această regulă se aplică altor specii.

Există trei standarde. Standard 1.0 vă permite să transferați într-o direcție pentru x1 - 2 Gbit/s, în două direcții - 4 Gbit pentru x1. Debitul altor tipuri poate fi calculat prin înmulțirea cifrei de mai sus cu numărul din nume. De exemplu, pentru x16, debitul într-o direcție este 2 x 16 = 32 Gbit/s. Standard 2.0 a fost lansat în 2007, are un throughput într-o direcție (dublu în două direcții) pentru x1 - 4 Gbit/s. De asemenea, puteți calcula debitul pentru alte specii. Standard 3.0 lansat în 2010, vă permite să transferați date la o viteză de 8 Gbit/s. Standard 4.0 este programat să fie lansat până în 2015 și va fi de două ori mai rapid decât 3.0.

În prezent, cele mai comune pe plăcile de bază sunt x16 pentru conectarea plăcilor video și x2 pentru conectarea altor dispozitive.

Autobuz USB(Universal Serial Bus - universal serial bus) este proiectat pentru conectarea dispozitivelor periferice (de exemplu, tastatură, mouse, joystick, imprimantă și altele). Misiunea sa este de a conecta diverse dispozitive la un computer care rulează, de exemplu, prăjitoare de pâine, tastaturi, cuptoare cu microunde, lumini LED, ventilatoare etc., fără a fi nevoie să instalezi întrerupătoare, jumperi, să folosești software (drivere) etc.

Primul standard 1.0 a aparut in 1994 si are un mod cu debit scazut de 1,5 Mbit/s (Viteza mica), cu debit mare (Full-speed) pana la 12 Mbit/s. Autobuzul USB poate funcționa în două moduri: de viteză mică, în care funcționează tastatura, mouse-ul etc., cu o viteză de transmisie redusă (lungimea cablului - 5 metri) și modul de mare viteză (lungimea cablului - 3 metri), care vă permite să lucrați cu viteza maximă a imprimantei.

În versiunea 1.1, erorile existente au fost corectate.

Standard 2.0 a apărut un nou mod (Hi-speed) cu un debit de 25480 Mbit/s.

Puteți conecta dispozitive pe această magistrală, iar computerul însuși va determina dispozitivul care este conectat. În acest caz, este posibil nu numai să conectați un nou dispozitiv direct la computer, ci și la un dispozitiv care este deja conectat la computer. De exemplu, puteți conecta un hard disk, un microfon și alte dispozitive la tastatură.

Poate folosi un hub la care poți conecta până la 127 de dispozitive și acceptă tehnologia Plug&Play. În acest caz, magistrala atribuie automat un număr dispozitivelor cu care operează. Pe lângă trimiterea de date, aceste fire transmit și energie electrică, dar într-o cantitate mică, ceea ce este suficient pentru tastatură, dar poate să nu fie suficient pentru difuzoare. Prin urmare, difuzoarele cu putere mare de ieșire necesită o sursă de alimentare separată.

Autobuzul vă permite să conectați dispozitive atunci când computerul este pornit. Când sunt conectați, aceștia solicită un dispozitiv gazdă, care le atribuie adrese, după care pot începe să lucreze. Pe lângă date, se transmite și energie electrică, care este folosită pentru alimentarea dispozitivelor. Dacă nu există suficientă energie electrică, dispozitivele pot fi conectate la o sursă de alimentare suplimentară.

Pe lângă creșterea performanței computerului, nevoia de upgrade poate apărea la adăugarea de noi dispozitive, ceea ce necesită o sursă de alimentare adecvată, un anumit număr și tip de conectori pentru plăcile de expansiune de pe placa de bază și numărul de compartimente libere din interiorul unității de sistem. De-a lungul timpului, odată cu răspândirea standardului USB, multe dispozitive care pot fi conectate acum nu sunt situate în interior, ci mai degrabă aduse în afara unității de sistem. Astfel, se vor produce tot mai multe dispozitive externe iar numărul de conectori din interiorul carcasei și compartimentelor nu va fi o problemă la instalarea unui număr mare de dispozitive suplimentare.

Ultimul standard USB 3.0 a apărut în 2008, conectorii sunt compatibili cu standardele anterioare. Cu toate acestea, au fost adăugate încă patru linii de comunicație sub forma a două perechi răsucite și cablul în sine a devenit mai gros. Conectorii de pe placa de bază pentru conectarea unor astfel de cabluri sunt albaștri, iar mufele în sine au inserții albastre. Astfel a fost ridicat viteza maxima transfer de date de până la 4,8 Gbit pe secundă, iar viteza de transfer a crescut la 600 MB pe secundă (mai mare decât standardul USB 2,0 de zece ori). În același timp, curentul transmis a crescut de la 500 mA la 900 mA, ceea ce vă permite să conectați dispozitive mai mari consumatoare de energie.

Obosi PCMCIA folosit la laptopuri si are capacitatea de a transmite date pe 16 biti cu adresare de pana la 64 Megaocteti, cu o frecventa magistrala de 33 megahertzi. Această magistrală vă permite să conectați diferite dispozitive - hard disk, modemuri, expansoare de memorie etc. Multe adaptoare sunt produse folosind tehnologia PnP și au capacitatea de a conecta dispozitive fără a opri computerul. Toate dispozitivele conectate la acest conector au un consum redus de energie. Autobuzul are perspective mari în viitor și va fi instalat pe computere desktop.

Cardurile PCMCIA, numite și carduri PC, sunt proiectate pentru RAM, modemuri, hard disk-uri și alte dispozitive și sunt disponibile în trei tipuri. Au lungimea si latimea de 85x54 mm, iar grosimea depinde de tip. Tipul I are o grosime de 3,3 mm, tip II - 5 mm, tip III - 10,5 mm. Cardul este introdus într-un slot de pe magistrala ISA proiectat pentru aceste carduri, numit și PCMCIA.

Tipul I este folosit pentru RAM, uneori pentru modemuri sau o placă de rețea, are o interfață pe 16 biți, grosime 3,3 mm, tipul II este pentru aceleași dispozitive, dar sunt mai groase (5 mm), tipul III poate instala și un hard antrenare (grosime 10, 5 mm). Laptopul are un compartiment unde se poate instala fie un card de tip I sau II, fie la modelele moderne - doua carduri de tip I si II sau unul de tip III.

Pentru modem, la capătul cardului există un conector special (X-jack) la care este conectat firul; la celălalt capăt există un conector telefonic (RG11) pentru conectarea la o linie telefonică. La instalare, trebuie doar să introduceți cardul în orificiu până când se dă clic, iar pentru a-l scoate, trebuie să apăsați tasta adiacentă, iar cardul va ieși. PC Card AT este un conector PCMCIA pentru conectarea la computere notebook și desktop.

Card Bus este o dezvoltare ulterioară a cardurilor PC, care transmit date printr-o interfață pe 32 de biți (cardurile PCMCIA au devenit cunoscute ca carduri PC). Autobuzul conectează placa la sistemul video, permițându-i să ocolească magistrala ISA. Această magistrală se numește Port video mărit - port video mărit.

IEEE 1394– dezvoltat de Institutul de Ingineri Electrici și Electronici (IEEE) pe baza autobuzului Apple – FireWireîn 1995, unde numărul 1394 indică numărul de serie al anvelopei care a fost dezvoltată de această organizație. Autobuzul vă permite să conectați până la 16 dispozitive la un nod, iar fiecărui dispozitiv îi este atribuit un număr, care are o dimensiune de 16 biți, adică mai mult de 64.000 de dispozitive pot fi adresate în total. La fiecare magistrală sunt conectate până la 63 de dispozitive, iar fiecărui nod i se atribuie un număr format din 6 biți. 1023 de autobuze pot fi conectate între ele folosind punți, fiecare dintre ele având o capacitate de 10 biți; magistrala poate fi „interschimbabilă la cald”. Fiecare dispozitiv nou poate fi conectat la orice port liber; pe un dispozitiv există de la unul la trei, dar sunt posibile până la 27. Singura excepție este interzicerea organizării buclelor de dispozitiv, deoarece autobuzul acceptă o structură arborescentă.

Există trei clase de dispozitive cu transmisie de date 98.3; 196,6 și 339,2 Mbps sau sunt de obicei rotunjite la 100, 200 și 400 Mbps conform standardului IEEE 1394a și 800 și 1600 conform standardului IEEE 1394b. Conform standardului IEEE 1394.1, dezvoltat în 2004, puteți conecta până la 64.449 de dispozitive; conform standardului IEEE 1394c, dezvoltat în 2006, puteți utiliza un cablu Ethernet. În acest caz, lungimea maximă a cablului este de până la 100 de metri, iar viteza este de până la 800 Mbit/s.

Există trei tipuri de conectori: 4 pini – fără alimentare, instalați pe laptopuri și camere video (IEEE 1394a fără alimentare), 6 pini – cu două contacte suplimentare pentru alimentare(IEEE 1394a) și 9 pin cu contacte suplimentare pentru receptie si transmisie(IEEE 1394 b). Poate exista și un conector RJ-45(IEEE 1394c).

Dacă cablul este format din 6 fire de cupru, două pentru alimentare, celelalte două perechi pentru date, fiecare pereche este ecranată și toate firele împreună sunt, de asemenea, ecranate. Deoarece o sursă de alimentare de 8 până la 40 de volți este furnizată la un curent de până la 1,5 amperi, multe dispozitive nu necesită conexiune suplimentară la rețea. Cablurile de până la 4,5 metri pot fi instalate între două dispozitive, conectorii de magistrală sunt simpli, cu posibilitatea de usor conexiuni.

Autobuzul funcționează în moduri sincrone și asincrone. Transmisia asincronă trimite datele organizate în pachete și repetă transmisia dacă apar erori, ceea ce este important pentru transferul precis al datelor. Transmisia sincronă este utilizată în multimedia pentru a transmite date audio și video, dar dacă datele sunt pierdute, acest lucru nu este critic, deoarece se transmite următoarea porțiune de date.

Autobuzul IEEE 1394 transmite date digital, astfel încât calitatea imaginii video este mai bună decât cea analogică. Computerul poate porni și opri în mod programatic dispozitivele conectate la el. Autobuzul este independent de computer, adică poate funcționa în absența unui computer, de exemplu, pentru a transfera date de la o cameră video la un VCR. Această magistrală este acceptată de Windows 98 (este necesară actualizarea), Windows ME, Windows 2000, Windows XP și altele.

Pentru a accelera munca, a fost introdus autobuz gazdă(uneori numit magistrala procesorului). Proiectat pentru a transfera date pe 64 de biți între procesor, RAM și memoria cache L2 și funcționează la 50, 60, 66, 75, 100, 133 MHz, în timp ce magistrala PCI funcționează la jumătate din frecvență (25; 30; 33; 37,5 MHz) .

Exploatare. Dacă una dintre cardurile vechi nu mai funcționează, puteți încerca să o îndepărtați și să curățați contactele cu o gumă obișnuită, care va elimina depunerile și oxidul. După instalare, verificați funcționarea plăcii. Este recomandabil să acoperiți sloturile nefolosite cu capace speciale.

SYSTEM BUS SYSTEM BUS

SYSTEM BUS (bus de sistem), un set de linii pentru transmiterea tuturor tipurilor de semnale (inclusiv date, adrese și control) între microprocesor (cm. MICROPROCESOR)și alte dispozitive electronice ale computerului (cm. CALCULATOR). Partea magistralei de sistem care transmite date se numește magistrală de date, adresele sunt numite magistrală de adrese, iar semnalele de control sunt numite magistrală de control. Caracteristica importanta Busul de sistem care afectează performanța unui computer personal este frecvența de ceas a magistralei de sistem - FSB (Frequency System Bus).
Un computer personal bazat pe un microprocesor compatibil x86 este construit după următoarea schemă: microprocesorul este conectat la un controler de sistem prin intermediul magistralei de sistem (de obicei, un astfel de controler este numit „Pod de Nord”). Controlerul de sistem include un controler RAM și controlere de magistrală la care sunt conectate dispozitive periferice. Cele mai puternice dispozitive periferice (de exemplu, plăcile video) sunt de obicei conectate la podul de nord (cm. ADAPTATOR VIDEO)), iar dispozitivele mai puțin productive (cip BIOS, dispozitive cu magistrală PCI) sunt conectate la „South Bridge”, care este conectat la North Bridge printr-o magistrală specială de înaltă performanță. Un set de poduri „sud” și „nord” se numește chipset (cm. CHIPSET)(chipset). Busul de sistem acționează ca o coloană vertebrală între procesor și chipset.

Dicţionar enciclopedic. 2009 .

Vedeți ce este „SISTEM BUS” în alte dicționare:

magistrala de sistem- coloana vertebrală a unității de sistem PC - [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. Dicționar explicativ englez-rus despre ingineria sistemelor informatice. Moscova 1993] Subiecte tehnologia informației în general Sinonime coloana vertebrală a unității de sistem pentru computere EN sistem busS busS ...

- ... Wikipedia

Autobuzul EISA- Arhitectura extinsă a magistralei de sistem PC standard din industrie, care a extins capacitățile magistralei ISA de la 16 la 32 de biți. A fost înlocuit rapid de magistrala PCI. Subiecte tehnologia informației în general Sinonime... ... Ghidul tehnic al traducătorului

magistrală de intrare/ieșire (calculator)- Bus de sistem local al procesorului, folosit de obicei ca canal de intrare/ieșire pentru placa de bază a unui computer cu un singur procesor, de exemplu, în IBM PC XT, Apple Mac II, DEC Professional 325/350/380. [E.S. Alekseev, A.A. Myachev. engleza rusa...... Ghidul tehnic al traducătorului

Conector AGP pe placa de bază (de obicei maro sau flori verzi). AGP (din engleză Accelerated Graphics Port, accelerated graphics port) este o magistrală de sistem pentru o placă video dezvoltată de companie în 1997. A apărut simultan cu chipset-urile... Wikipedia

Autobuz PC cu tehnologie avansată- Busul de sistem, dezvoltat de IBM, este utilizat în seria IBM PC XT bazată pe microprocesorul 8088 cu o magistrală de date pe 8 biți. Autobuzul conține o magistrală de 20 de biți, o magistrală de date bidirecțională de 8 biți, 6 linii de nivel de întrerupere,... ... Ghidul tehnic al traducătorului

S 100 Autobuz de interfață universal proiectat de MITS în 1974 special pentru Altair 8800, considerat astăzi primul computer personal. Autobuzul S 100 a fost primul autobuz de interfață pentru un microcomputer... ... Wikipedia

Conectori de magistrală PCI Express (de sus în jos: x4, x16, x1 și x16), în comparație cu conectorul obișnuit de magistrală pe 32 de biți. Wikipedia

FSB (Magistrala frontală în engleză, tradusă ca „autobuz de sistem”) este o magistrală de computer care asigură o conexiune între un procesor central compatibil x86 și lumea exterioară. De regulă, un computer personal modern bazat pe x86 compatibil... ... Wikipedia