Аппаратные интерфейсы ПК
         

Аппаратные интерфейсы ПК


Шины и карты расширения

Шины расширения (Expansion Bus) являются средствами подключения систем­ного уровня: они позволяют адаптерам и контроллерам непосредственно исполь­зовать системные ресурсы PC — пространства памяти и ввода-вывода, прерыва­ния, каналы прямого доступа к памяти. Устройства, подключенные к шинам расширения, могут и сами управлять этими шинами, получая доступ к остальным ресурсам компьютера (обычно к ячейкам памяти). Такое прямое управление (bus mastering) позволяет разгружать центральный процессор и добиватьсд высоких скоростей обмена данными. Шины расширения механически реализуются в виде слотов (щелевых разъемов) или штырьковых разъемов; для них характерна малая длина проводников, что позволяет достигать высоких частот работы. Эти шины могут и не выводиться на разъемы, но использоваться для подключения устройств в интегрированных системных платах.

В современных компьютерах основной шиной расширения является PCI; ее допол­няет порт AGP. Шина ISA из настольных компьютеров уходит, но она сохраняет свои позиции в промышленных и встраиваемых компьютерах, как в традицион­ном слотовом варианте, так и в «бутербродном» варианте РС/104. В блокнотных компьютерах широко применяются слоты PCMCIA с шинами PC Card и Card Bus. Шина LPC является современным дешевым средством подключения нересурсо­емких устройств на системной плате. Все эти шины подробно рассматриваются в данной главе. Информацию по отжившим шинам MCA, EISA, VLB можно най­ти в литературе [1,2, 5].

Изготовителям карт расширения приходится точно следовать протоколам шины, включая жесткие частотные и нагрузочные параметры, а также временные диа­граммы. Отклонения приводят к несовместимости с некоторыми системными пла­тами. Если при подключении к внешним интерфейсам это ведет к неработоспо­собности только самого устройства, то некорректное подключение к системной шине может блокировать работу всего компьютера. Следует также учитывать огра­ниченность ресурсов PC.
Самые дефицитные из них — линии запросов прерываний; проблема прерываний, известная по шине ISA, так и не была радикально решена с переходом на PCI. Другой дефицит — каналы прямого доступа шины ISA, исполь­зуемые и для прямого управления шиной, — в шине PCI преодолен. Доступное адресное пространство памяти и портов ввода-вывода, в котором было тесновато абонентам шины ISA, в PCI существенно расширено. Проблемы распределения ре­сурсов на шинах решаются по-разному, но чаще всего применяется технология PnP.
146
Глава 6. Шины и карты расширения

В табл. 6.1 дана характеристика стандартных шин расширения PC.
Таблица 6.1. Характеристики шин расширения
Шина     Пропускная    Каналы Bus-    ACFG2 способность, DMA      Master Мбайт/с1
Разрядность Разрядность Частота, данных         адреса         МГЦ




ISA-8
 4
 3
 8
 20
 8
ISA-16
 8
 7           +
 16
 24
 8
LPC
 6,7
 7           +
 8/16/32
 32
 33
EISA
 33,3
 7           +
 +         32
 32
 8,33
MCA-16
 16
 +
 +          16
 24
 10
МСА-32
 20
 +
 +         32
 32
 10
VLB
 132
 32/64
 32
 33-50(66)
PCI
 132/264
 +
 +         32/64
 32
 33/66
PCI-X
 532/1064
 +
 +         32/64
 32/64
 33/66
AGP
 266/532/1064
 +
 +         32
 32/64
 66
1x/2x/4x
PCMCIA
 10/20
 +
 +         8/16
 26
 10
Card Bus
 132
 +
 +         32
 32
 33

1   Указана максимальная пропускная способность. Реальная примерно в 2 раза ниже за счет прерыва­

ний, регенерации и протокольных процедур.
2   Поддержка автоматического конфигурирования. Для ISA PnP является позднейшей надстройкой,

реализуемой адаптерами и ПО.

Содержание раздела