Магистрально-модульный принцип

Август 23, 2022

Главная
Разное
Магистрально-модульный принцип

Содержание

2. Системная шина Системная ШИНА — это аппаратная реализация стандартов взаимодействия различных узлов. Системная шина обеспечивает три
3. Процессор устанавливает на шине адреса адрес ячейки памяти, которую хочет прочитать; На шине управления процессор выставляет
4. Существуют различные стандарты системной шины, которые сложились по мере развития техники: MCA, ISA, VESA, EISA, PCI
5. Шина ISA 8- или 16-разрядная шина ввода-вывода IBM PC-совместимых компьютеров. Впервые, шина ISA появилась на компьютерах
6. Шина EISA Системная шина EISA (Extended Industry Standard Architecture) появилась в сентябре 1988 года благодаря компании
7. Шина VESA или VLB. Разработана в 1992 г. Ассоциацией стандартов видеооборудования (VESA — Video Electronics Standards
8. Шина РСI. Для компьютеров с процессором Pentium корпорацией Intel в 1993 г. была разработана шина расширения
9. Шина РСI. В шине PCI реализован принцип Bus Mastering, который подразумевает способность внешнего устройства при пересылке
10. PCI Express или PCIe или PCI-E (год открытия - 2002, компания – Intel) — компьютерная шина,
11. Шина PCI Express нацелена на использование только в качестве локальной шины. Высокая пиковая производительность шины PCI
12. Шина HyperTransport (HT), ранее известная как Lightning Data Transport (LDT),— это двунаправленная последовательно/параллельная шина с высокой
13. HyperTransport, новая высокоскоростная шинная архитектура построенная по схеме «точка-точка», которая позволяет микросхемам передавать данные с максимальной
14. Описание принципа работы HyperTransport : Шина является последовательной. Скорость передачи зависит от двух параметров – ширины
15. Шина USB появилась в январе 1996 года благодаря разработкам лидеров компьютерной и телекоммуникационной промышленности Compaq, DEC,
16. При подсоединении периферийного устройства его конфигурирование осуществляется автоматически. Все периферийные устройства должны быть оборудованы разъемами USB
17. Шина AGP — специализированная 32-разрядная системная шина для видеокарты, разработанная в 1996 году компанией Intel. Это
18. Шина SCSI (Small Computer System Interface) После стандартизации в 1986 году SCSI начал широко применяться в
19. Шина IEEE 1394 или Firewire — это стандарт высокоскоростной локальной последовательной шины, разработанный фирмами Apple и
21. Скачать презентацию

Слайд 2

Системная шина
Системная ШИНА — это аппаратная реализация стандартов взаимодействия различных узлов.

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:
между микропроцессором и основной памятью;
между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;
между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Слайд 3

Процессор устанавливает на шине адреса адрес ячейки памяти, которую хочет прочитать;
На

шине управления процессор выставляет сигнал готовности и сигнал чтения;
Заметив сигнал готовности, все устройства проверяют, не стоит ли на шине адреса их адрес;
Оперативная память, заметив, что выставлен ее адрес, считывает управляющий сигнал;
Память читает адрес;
Память выставляет на шине данных требуемую информацию;
Память выставляет на шине управления сигнал готовности;
Процессор читает данные с шины данных

Поэтапное взаимодействие процессора
с оперативной памятью

Слайд 4

Существуют различные стандарты системной шины, которые сложились по мере развития техники:

MCA, ISA, VESA, EISA, PCI и SCSI. В компьютерах типа Pentium используется, как правило, шина PCI.В настоящее время, чаще всего, в персональных компьютерах используются системные шины стандартов ISA, EISA, VESA или VLB и PSI.

Стандарты системной шины

Слайд 5

Шина ISA 8- или 16-разрядная шина ввода-вывода IBM PC-совместимых компьютеров. Впервые,

шина ISA появилась на компьютерах IBM PC/XT в 1981 году, использовалась вплоть до конца 1990-х годов. Передача байта данных по шине ISA происходит следующим образом: сначала на адресной шине выставляется адрес ячейки RAM или порта устройства ввода/вывода, куда следует передать байт, затем на линии данных выставляется байт данных.
С появлением материнских плат формата ATX шина ISA перестала широко использоваться в компьютерах. Но пока её ещё можно встретить в старых AT-компьютерах, а также в промышленных компьютерах.

Слайд 6

Шина EISA Системная шина EISA (Extended Industry Standard Architecture) появилась в

сентябре 1988 года благодаря компании Compaq, как 32-разрядное расширение шины ISA с полной обратной совместимостью и . стала дальнейшим развитием шины ISA в направлении повышения производительности системы и совместимости ее компонентов. Новые возможности EISA были получены путем добавления новых линий за счет размещения новых контактов EISA между контактами шины ISA в глубине разъема. Шина не получила широкого распространения в связи с ее высокой стоимостью и пропускной способностью, уступающей пропускной способности появившейся на рынке шины VESA.

Слайд 7

Шина VESA или VLB. Разработана в 1992 г. Ассоциацией стандартов видеооборудования

(VESA — Video Electronics Standards Association), поэтому часто ее называют шиной VESA. Эта шина обеспечивала более дешевое и более эффективное подключение высокоскоростных внешних устройств, поддерживая непосредственный доступ центрального процессора к соответствующим контроллерам (видеоконтроллерам, контроллерам жестких дисков, адаптерам локальной сети). Для использования остальных устройств на такие компьютеры устанавливалась другая шина (например: EISA). Использовалась в компьютерах на основе микропроцессора Intel – 80486.

Слайд 8

Шина РСI. Для компьютеров с процессором Pentium корпорацией Intel в 1993

г. была разработана шина расширения PCI (Peripheral Component Interconnect), которая являлась в то время совершенно новой шиной. Основополагающим принципом, положенным в основу шины PCI, является применение так называемых мостов (Bridges), которые осуществляют связь между шиной PCI и другими типами шин.

Слайд 9

Шина РСI. В шине PCI реализован принцип Bus Mastering, который подразумевает

способность внешнего устройства при пересылке данных управлять шиной (без участия CPU). Во время передачи информации устройство, поддерживающее Bus Mastering, захватывает шину и становится главным. В этом случае центральный процессор освобождается для решения других задач, пока происходит передача данных.
В настоящее время интерфейс PCI постепенно вытесняется другими интерфейсами PCI Express, HyperTransport и USB. На современные материнские платы (по состоянию на 2012 год) устанавливается лишь один, редко два PCI-разъёма, вместо 5-6, устанавливавшихся ранее. На некоторые современные материнские платы (в основном High-End-класса или форм-фактора mATX) PCI-разъём не устанавливается вовсе.

Слайд 10

PCI Express или PCIe или PCI-E (год открытия - 2002, компания

– Intel) — компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных.
В отличие от шины PCI, использовавшей для передачи данных общую шину, PCI Express, в общем случае, является пакетной сетью с топологией типа звезда, устройства PCI Express взаимодействуют между собой через среду, образованную коммутаторами, при этом каждое устройство напрямую связано соединением типа точка-точка с коммутатором.

Слайд 11

Шина PCI Express нацелена на использование только в качестве локальной шины.

Высокая пиковая производительность шины PCI Express позволяет использовать её вместо шин AGP и тем более PCI и PCI-X, ожидается, что PCI Express заменит эти шины в персональных компьютерах.

Слайд 12

Шина HyperTransport (HT), ранее известная как Lightning Data Transport (LDT),— это

двунаправленная последовательно/параллельная шина с высокой пропускной способностью и малыми задержками разработана группой компаний во главе с AMD в 2001 году и служит для связи процессоров AMD друг с другом, а также с чипсетом.

Слайд 13

HyperTransport, новая высокоскоростная шинная архитектура построенная по схеме «точка-точка», которая позволяет

микросхемам передавать данные с максимальной скоростью. Помогает сократить количество шин в системе и используется чаще всего в ПК, для соединения с контроллёром и оперативной памятью, позволяя им работать быстрее в одной среде и с меньшими задержками ввода-вывода. Очень часто шина используется и для соединения ядер процессора между собой. Являясь гибко масштабируемой и совместимой со всем распространёнными периферийными шинами, стала основной для платформ с процессорами производства AMD. Даже конкурирующая с AMD компания Intel, в своё время купила права на использование HyperTransport, так как некоторые технологии передачи в их собственных шинах могли идти вразрез с патентами конкурента.

Слайд 14

Описание принципа работы HyperTransport :
Шина является последовательной. Скорость передачи зависит

от двух параметров – ширины шины и частоты её функционирования. Шина, кроме передачи самих данных, может использоваться для передачи прерывания, служебных, системных и конфигурационных сообщений.
Шина может работать в двух режимах: Posted и Non-Posted. Posted операция записи просто посылает пакет с данными на определённый адрес, данные записываются и на этом всё. Non-Posted подразумевает передачу данных на определённый адрес, а после успешной записи в обратном направлении отправляется пакет с подтверждением успешной записи. Данный тип используется преимущественно в серверных, научных, высокоточных машинах.
Шина поддерживает энерго-сберерегающие режимы, предусмотренные в ACPI. А именно – C/D- state.

Слайд 15

Шина USB появилась в январе 1996 года благодаря разработкам лидеров компьютерной

и телекоммуникационной промышленности Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft для подключения периферийных устройств вне корпуса PC. Тогда была анонсирована версия USB 1.0. К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подключать такие периферийные устройства, как клавиатура, мышь, джойстик, принтер, не выключая питания. Шина USB поддерживает технологию Plug & Play.

Слайд 16

При подсоединении периферийного устройства его конфигурирование осуществляется автоматически. Все периферийные устройства

должны быть оборудованы разъемами USB и подключаться к ПК через отдельный выносной блок, называемый USB-хабом, или концентратором. Два года спустя, в 1998 году, появилась шина USB 1.1. Практически все устройства версии 1.0 совместимы с USB 1.1, и наоборот – просто изменения были незначительные. Шина USB 2.0 появилась в 2003 году. Она обратно совместима с версиями 1.0 и 1.1. Это означает, что к шине USB 2.0 можно подключить устройства версии 1.0 и 1.1. Определить версию устройства очень легко – по логотипу USB:

Логотип usb 1.1: старый (слева) и новый (справа)

Логотип usb 2.0

Слайд 17

Шина AGP — специализированная 32-разрядная системная шина для видеокарты, разработанная в

1996 году компанией Intel. Это высокоскоростная локальная шина ввода/вывода, предназначенная исключительно для нужд видеосистемы. Она связывает видеоадаптер (ЗD-акселератор) с системной памятью ПК. Шина AGP была разработана на основе архитектуры шины PCI, поэтому она также является 32-разрядной. Однако при этом у нее есть дополнительные возможности увеличения пропускной способности, в частности, за счет использования более высоких тактовых частот.

Слайд 18

Шина SCSI (Small Computer System Interface) После стандартизации в 1986 году

SCSI начал широко применяться в компьютерах Apple Macintosh. Отличительной особенностью шины SCSI является то, что она представляет собой кабельный шлейф. С шинами PC (ISA или PCI) шина SCSI связана через хост-адаптер (Host Adapter). Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой идентификационный номер (ID). Любое устройство, подключенное к шине SCSI, может инициировать обмен с другим устройством. В компьютерах, совместимых с IBM PC, SCSI не пользуется такой популярностью в связи со своей сложностью и сравнительно высокой стоимостью и применяется преимущественно в серверах.

Слайд 19

Шина IEEE 1394 или Firewire — это стандарт высокоскоростной локальной последовательной

шины, разработанный фирмами Apple и Texas Instruments в 1995 году. Шина IEEE 1394 предназначена для обмена цифровой информацией между ПК и другими электронными устройствами, особенно для подключения жестких дисков и устройств обработки аудио- и видеоинформации, а также работы мультимедийных приложений.
Как и USB, шина IEEE 1394 полностью поддерживает технологию Plug & Play, включая возможность установки компонентов без отключения питания ПК. Подключать к компьютеру через интерфейс IEEE 1394 можно практически любые устройства, способные работать с SCSI.
К ним относятся все виды накопителей на дисках, включая жесткие, оптические, C D-ROM, DVD, цифровые видеокамеры, устройства записи на магнитную ленту и многие другие периферийные устройства.