Системні і локальні шини
Шини
Шина - це канал пересилки даних, використовуваний спільно різними блоками системи. Інформація передається по шині у вигляді груп бітів. До складу шини для кожного біта слова може бути передбачена окрема лінія (паралельна шина), або всі біти слова можуть послідовно в часі використовувати одну лінію (послідовна шина). На малюнку показано типове підключення пристроїв до шини даних.
Шина з трьома станами
Три перебування на шині - це стани високого рівня, низького рівня і 3-ее стану. 3-ее стану дозволяє пристрою або процесору відключитися від шини і не впливати на рівні, що встановлюються на шині іншими пристроями або процесорами. Таким чином, тільки один пристрій є таким, що веде на шині. Логіка, що управляє, активізує в кожен конкретний момент тільки один пристрій, який ставати ведучим. Коли пристрій активізований, воно поміщає свої дані на шину, все ж таки решта потенційних ведучих переводиться в пасивний стан.
До шини може бути підключені багато приймальних пристроїв. Поєднання сигналів, що управляють і адресних, визначає для кого саме призначаються дані на шині. Логіка, що управляє, порушує спеціальні стробуючі сигнали, щоб вказати одержувачеві коли йому слід приймати дані. Одержувачі і відправники можуть бути однонаправленими і двонаправленими. На малюнку показані двонаправлені відправники/одержувачі, підключені до шини.
Шинна організація набула широкого поширення, оскільки в цьому випадку всі пристрої використовують єдиний протокол сполучення модулів центральних процесорів і пристроїв введення/висновку за допомогою трьох шин.
Сполучення з центральним процесором здійснюється за допомогою трьох шин: шини даних, шини адрес і шини управління.
Шина даних служить для пересилки даних між ЦП і пам'яттю або ЦП і пристроями введення/висновку. Ці дані можуть бути як командами ЦП, так і інформацією, яку ЦП посилає в порти введення/висновку або приймає звідти. У МП 8088 шина даних має ширину 8 розрядів. У МП 8086, 80186, 80286 ширина шини даних 16 розрядів; до МП 80386,80486,Pentium і Pentium Pro - 32 розряду.
Шина адрес використовується ЦП для вибору необхідного елементу пам'яті або пристрою введення/висновку шляхом установки на шині конкретної адреси, відповідної одному з елементів пам'яті або одного з елементів введення/висновку, що входять в систему. По шині управління передаються сигнали, що управляють, призначені пам'яті і пристроям введення/висновку.
Магістральна організація припускає наявність модуля, що управляє. Основне призначення цього модуля - організація передачі слова між двома іншими модулями.
Операція на системній магістралі починається з того, що модуль, що управляє, встановлює на шині кодове слово модуля - відправника і активізує лінію строба відправника. Це дозволяє модулю, кодове слово якого встановлене на шині, зрозуміти, що він є відправником. Модуль, що потім управляє, встановлює на кодове слово модуля - одержувача і активізує лінію строба одержувача. Це дозволяє модулю, кодове слово якого встановлене на шині, зрозуміти, що він є одержувачем. Після цього модуль, що управляє, порушує лінію строба даних, внаслідок чого вміст регістра відправника пересилається в регістр одержувача. Цей крок може бути повторений будь-яке число разів, якщо потрібно передати багато слів. Дані пересилаються від відправника одержувачеві у відповідь на імпульс, що порушується модулем, що управляє, на відповідній лінії строба. При цьому передбачається, що до моменту появи імпульсу строба в модулі - відправнику дані підготовлені до передачі, а модуль - одержувач готовий прийняти дані. Така передача даних носить назву синхронної (синхронізованою). Процеси на магістралях можуть носити асинхронний характер. Передачу даних від відправника одержувачеві можна координувати за допомогою ліній стани, сигнали на яких відображають умови роботи обох модулів. Як тільки модуль призначається відправником, він приймає контроль над лінією готовності відправника, сигналізуючи з її допомогою про свою готовність приймати дані. Модуль, призначений одержувачем, контролює лінію готовності одержувача, сигналізуючи з її допомогою про готовність приймати дані. При передачі даних повинні дотримуватися дві умови. По-перше, передача здійснюється лише в тому випадку, якщо одержувач і відправник сигналізують про свою готовність. По-друге, кожне слово повинне передаватися один раз. Для забезпечення цих умов передбачається певна послідовність дій при передачі даних. Ця послідовність носить назву протоколу. Відповідно до протоколу відправник, підготувавши нове слово, інформує про це одержувача. Одержувач, прийнявши чергове слово, інформує про це відправника. Стан ліній готовності у будь-який момент часу визначає дії, які повинні виконувати обидва модулі. Кожен крок в передачі даних від однієї частини системи до іншої називається циклом магістралі (або часто машинним циклом). Частота цих циклів визначається тактовими сигналами ЦП. Тривалість циклу магістралі пов'язана з частотою тактових сигналів. Першою системною, розробленою для комп'ютерів PC/XT, в основі яких лежали мікропроцесори, була шина PC/XT-bus. Вона була 8-и розрядною, а її контролер забезпечував роботу на чистоті мікропроцесора (4,77мгц). З появою машин типа PC/AT, що використовують 16-и розрядні мікропроцесори 80286, а пізніше і 80386 (версія SX), була створена шина PC/AT-bus. У зв'язку із зростанням тактової частоти мікропроцесорів до 12-16 Мгц контролер виконував її ділення навпіл для забезпечення прийнятної тактової частоти роботи шини.
Шина ISA
ISA (від англ. Industry Standard Architecture, ISA bus — укр. Промислова стандартна архітектура) — 8-ми або 16-тирозрядна шина введення/виведення IBM PC-сумісних комп'ютерів. Використовується для підключення плат розширення стандарту ISA. Конструктивно виконується у вигляді 62-х або 98-контактного роз'єму на материнській платі.
Шина ISA протягом багатьох років була стандартом в області PC-комп'ютерів. Вона є однією з перших в сімействі шин, але використовується досі. Це пов'язано з тим, що для багатьох пристроїв, зокрема миші, клавіатури, модемів, ручних сканерів, дисководів та ін., швидкодія цієї шини більш, ніж достатня. В певний час, коли частота ISA перевищила 8 МГц, були спроби відділити шину ISA від шини процесора, яка була тоді основною. Раніше вони працювали на одній частоті. Аби уникнути розділення шин, в подальшому був розроблений розширений варіант шини ISA з новою назвою — VESA local bus (чи VL-Bus). Так був зроблений поворот до архітектури локальних шин.
Фірма «Intel» сумісно з «Microsoft» розробили стратегію поступової відмови від шини ISA (згідно з специфікацєю РС98 і РС99). Згідно з специфікацією РС99, надалі в комп'ютері повинні використовуватись тільки дві шини, а саме — PCI та AGP. Але, враховуючи великий парк ПК з шиною ISA і високу вартість модернізації комп'ютерів, 16-розрядна шина ISA буде використовуватись ще не один рік. 16-розрядну шину ISA інколи називають AT BUS. Її слот складається з двох частин, одна з яких у точності відповідає слоту 8-розрядної шини ISA, а на контакти другої частини виведені лінії для додаткових адрес введення/виведення,
Шина EISA
EISA (англ. Extended Industry Standard Architecture — укр. Розширена промислова стандартна архітектура) — шина для IBM PC-сумісних комп'ютерів. Була анонсована в кінці 1988 групою виробників IBM PC-сумісних комп'ютерів у відповідь на введення фірмою IBM закритої шини MCA в комп'ютерах серії PS/2.
Шина EISA є подальшим розвитком шини ISA. Вона була розроблена фірмами Epson, Hewlett-Packard, NEC, Compaq iWyse, і має такі переваги:
1. повна сумісність слота EISA з слотом ISA, що дає можливість встановлювати карти ISA в слоти EISA, а це, в свою чергу, відкидає необхідність замінювати всі карти розширення;
2. шина EISA є 32-розрядною, що робить можливим використання відповідних карт — мережних, графічних, жорсткого диску;
3. шина EISA (як і МСА) є інтелектуальною, тобто конфігурація карт розширення виконується не апаратно за допомогою DIP-перемикача і джамперів, а програмне.
В слоті EISA «перший поверх» роз’єму залишився без змін відносно шини EISA. Для недопущення електричного контакту роз’єму карт ISA з контактами «другого поверху» слота EISA встановлюється заглушка.
Шина EISA не одержала широкого поширення за причиною високої вартості і відсутності карт розширення EISA в достатній кількості та її нижчої пропускної здатності в порівнянні з локальною шиною VESA.
Дата добавления: 2015-12-01; просмотров: 35 | Нарушение авторских прав