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 |
** 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.
