Интерфейсы ПК

       

Шины расширения


4. Шины расширения

Шины расширения (Expansion Bus) предназначены для под- ключения различных адаптеров ПУ. Интерфейсы шин рас- ширения PC ведут историю с 8-битной шины ISA. Ее от- крытость обеспечила появление широкого спектра плат расширений, позволивших использовать PC в различных сферах. С появлением АТ-286 шина была расширена по раз- рядности и возможностям. Шина EISA была призвана сде- лать обмен еще более производительным и надежным. Она содержала прогрессивные идеи автоматизации конфигури- рования (прототип РпР), позволяя устанавливать и ISA-адап- теры. Шина МСА, предложенная IBM, не была поддержана производителями PC, так как ее спецификация была закры- той. С появлением процессора 486 родилась высокоскорост- ная локальная шина VLB. Однако она являлась дополнени- ем к слоту шины ISA/EISA и использовалась в основном лишь для графических карт и дисковых контроллеров. Прин- ципиальная привязка к шине процессора 486 не обеспечила ей долголетия. Современная скоростная шина PCI является стандартной для компьютеров с процессорами х86 всех по- колений старше четвертого, она используется в Power PC и других платформах. Развитием шины PCI, нацеленным на дальнейшее ускорение обмена, явился порт AGP, предназна- ченный для подключения графических адаптеров. Для блок- нотных компьютеров, поначалу имевших закрытую архитек- туру, потребность в подключении периферии привела к появлению стандартизованной шины PCMCIA, впоследствии переименованной в PC Card.

Шины расширения системного уровня позволяют адаптерам максимально использовать системные ресурсы PC: простран- ства памяти и ввода/вывода, прерывания, каналы прямого доступа к памяти. Как следствие, изготовителям модулей расширения приходится точно следовать протоколам шины, выдерживая жесткие частотные и нагрузочные параметры, а

также временные диаграммы. Отклонения приводят к не- совместимости с некоторыми системными платами. Если при подключении к внешним интерфейсам это приведет к нера- ботоспособности 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 (каналы прямого доступа можно заменить на активное управление шиной PCI). Проблемы распределения ресурсов на шинах решаются по-разному, но чаще всего при- меняется технология РпР.

В табл. 4.1 даны характеристики стандартных шин расши- рения PC.

Шина



Пропускная способность, Мбайт/с*

Bus- Master

ACFG**

Разрядность данных

Разрядность адреса

Частота, МГц

DMA

БД-8

4

3

-

-

8

20 (1 Мбайт)

8

БД-16

8Д16)

8

+

-

16

24 (16 Мбайт)

8/(16)

ЕБД

33,3

8

+

+

32

32 (4 Гбайт)

8.33

МСД-16

16

-

+

+

16

24 (16 Мбайт)

10

МСД-32

20

-

+

+

32

32 (4 Гбайт)

10

VLB

132

-

(+)

-

32/64

32 (4 Гбайт)

33-50(66)

pa

132/264

-

-

+

32/64

32 (4 Гбайт)

33(66)

гсмад

-

-

-

+

16

26 (64 Мбайт)

33

* Указана максимальная пропускная способность. Реальная примерно в 2 раза ниже за счет прерываний, регенерации и протокольных процедур.

** Поддержка автоматического конфигурирования. Для ISA PnP являет- ся позднейшей надстройкой, реализуемой адаптерами и ПО.

Шины расширения конструктивно оформляются в виде ще- левых разъемов (слотов) на системной плате для установки плат адаптеров. Унификация системных плат, корпусов и плат расширения обеспечивается:

стандартизацией размеров, количества контактов и элект- рического интерфейса слотов шин расширения;

фиксированным расстоянием от слота до задней кромки платы;

т фиксированным шагом между соседними слотами, а также их привязкой к крепежным точкам и разъему клавиатуры;

йй определением максимальных габаритов (длины и высо- ты) карт расширения;

определением геометрии нижнего края платы расшире- ния, формы и размера фиксирующей скобки.

Размеры карт расширения для самой популярной шины - ISA - приведены на Рисунок 4.1.


Содержание раздела