Реферат: Шины
Реферат: Шины
Шина ISA
(Industrial Standard Architecture)
Шина, как известно, представляет из себя, собственно, набор проводов (линий),
соединяющийразличные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена
данными. В "минимальной комплектации" шина имеет три типа линий:
линии управления;
линии адресации;
линии данных.
Устройства, подключенные к шине, делятся на две основных категории - bus masters
и busslaves. Bus masters - это устройства, способные управлять работой шины, т.е
инициировать запись/чтение и т.д. Bus slaves - соответственно,
устройства,которые могут только отвечать на запросы. Правда, есть еще
"интеллектуальные слуги" (intelligent slaves), но мы их пока дляясности замнем.
Ну вот, собственно, и все, что нужно знать про шины для того, чтобы понять, о
чем пойдет речь дальше.
Компания IBM в 1981 представила новую шину для использования в компьютерах серии
PC/XT. Шинабыла крайне проста по дизайну, содержала 53 сигнальных линии и 8
линий питания и представляла собой синхронную 8-битную шину с контролем четности
идвухуровневыми прерываниями (trigger-edge interrupts), при использовании
которых устройства запрашивают прерывания, изменяя состояние
линиисоответствующего IRQ с 0 на 1 или обратно. Такая организация запросов
прерываний позволяет использовать каждое прерывание только одному
устройству.Кроме того, шина не поддерживала дополнительных bus masters, и
единственными устройствами, управляющими шиной, были процессор и контроллер DMA
наматеринской плате.
62-контактный слот (см. таблицу 1) включал 8 линий данных, 20 линий адреса
(А0-А19), 6 линий запроса прерываний(IRQ2-IRQ7). Таким образом, объем адресуемой
памяти составлял 1 Мбайт, и при частоте шины 4.77 МГц пропускная способность
достигала 1.2 Мбайта/сек.
Забавно, что IBM не опубликовала полного описания шины с временными диаграммами
сигналов налиниях данных и адреса, поэтому первым разработчикам плат расширения
пришлось изрядно потрудиться.
Недостатки шины, вытекающие из простоты конструкции, очевидны. Поэтому для
использования в компьютерах IBM-AT('Advanced Technology') в 1984 году была
представлена новая версия шины, впоследствии названной ISA. Сохраняя
совместимость со старыми 8-битными платамирасширения, новая версия шины обладала
рядом существенных преимуществ, как то:
добавление 8 линий данных позволило вести 16-битныйобмен данными;
добавление 4 линий адреса позволило увеличить максимальный размер адресуемой
памяти до 16 МВ;
были добавлены 5 дополнительных trigger-edged линийIRQ;
была реализована частичная поддержка дополнительных busmasters;
частота шины была увеличена до 8 MHz;
пропускная способность достигла 5.3 МВ/сек.
Реализация bus mastering не была особенно удачной, поскольку, например, запрос
на освобождениешины ('Bus hang-off') к текущему bus master обрабатывался
несколько тактов, к тому же каждый master должен был периодически освобождать
шину, чтобы датьвозможность провести обновление памяти (memory refresh), или сам
проводить обновление. Для обеспечения обратной совместимости с 8-битными платами
большинстиво новыхвозможностей было реализовано путем добавления новых линий
(см. таблицу 2). Так как АТ был построен на основе процессора Intel 80286,
который был существеннобыстрее, чем 8088, пришлось добавить генератор состояний
ожидания (wait-state generator). Для обхода этого генератора используется
свободная линия (контактВ8 NOWS-'No Wait State') исходной 8-битной шины. При
установке этой линии в 0 такты ожидания пропускаются. Использование в качестве
NOWS линии исходной шиныпозволяло разработчикам делать как 16-битные, так и
8-битные "быстрые" платы.
КонтактНазвание сигнала КонтактНазвание сигнала
B1Ground A1I/O Channel Check
B2Reset Driver A2Data7
B3+5V A3Data6
B4IRQ2 A4Data5
B5-5V A5Data4
B6DMA Request 2 A6Data3
B7-12V A7Data2
B8J8/NOWS[1] A8Data1
B9+12V A9Data0
B10Ground A10I/O Channel Ready
B11Memory Write A11Address Enable
B12Memory Read A12Address19
B13I/O Write A13Address18
B14I/O Read A14Address17
B15DMA Acknoledge3 A15Address16
B16DMA Request3 A16Address15
B17DMA Acknoledge1 A17Address14
B18DMA Request1 A18Address13
B19Refresh A19Address12
B20Clock A20Address11
B21IRQ7 A21Address10
B22IRQ6 A22Address9
B23IRQ5 A23Address8
B24IRQ4 A24Address7
B25IRQ3 A25Address6
B26DMA Acknoledge2 A26Address5
B27Terminal Count A27Address4
B28Address Latch Enable A28Address3
B29+5V A29Address2
B30Oscillator A30Address1
B31Ground A31Address0
Таблица 1. Назначение контактов разъема 8-разрядной шины ISA
Новый слот содержал 4 новых адресных линии (LA20-LA23) и копии трех младших
адресных линий(LA17-LA19). Необходимость в таком дублировании возникла из-за
того, что адресные линии ХТ были линиями с задержкой (latched lines), и эти
задержкиприводили к снижению быстродействия периферийных устройств.
Использование дублирующего набора адресных линий позволяло 16-битной карте в
начале циклаопределить, что к ней обращаются, и послать сигнал о том, что она
может осуществлять 16-битный обмен. На самом деле, это ключевой момент в
обеспеченииобратной совместимости. Если процессор пытается осуществить 16-битный
доступ к плате, он сможет это сделать только в том случае, если получит от
неесоответствующий отклик IO16. В противном случае чипсет инициирует вместо
одного 16-битного цикла два 8-битных. И все бы было хорошо, но адресных линий
беззадержки всего 7, поэтому платы, использующие диапазон адресов меньший, чем
128Кбайт, не могли определить, находится ли переданный адрес в их
диапазонеадресов, и, соответственно, послать отклик IO16. Таким образом, многие
платы, в том числе платы EMS, не могли использовать 16-битный обмен…
КонтактНазвание сигналаКонтактНазвание сигнала
B1Ground A1I/O Channel Check
B2Reset Driver A2Data7
B3+5V A3Data6
B4IRQ2 A4Data5
B5-5V A5Data4
B6DMA Request 2 A6Data3
B7-12V A7Data2
B8No Wait States A8Data1
B9+12V A9Data0
B10Ground A10I/O Channel Ready
B11Memory Write A11Address Enable
B12Memory Read A12Address19
B13I/O Write A13Address18
B14I/O Read A14Address17
B15DMA Acknoledge3 A15Address16
B16DMA Request3 A16Address15
B17DMA Acknoledge1 A17Address14
B18DMA Request1 A18Address13
B19Refresh A19Address12
B20Clock A20Address11
B21IRQ7 A21Address10
B22IRQ6 A22Address9
B23IRQ5 A23Address8
B24IRQ4 A24Address7
B25IRQ3 A25Address6
B26DMA Acknoledge2 A26Address5
B27Terminal Count A27Address4
B28Address Latch Enable A28Address3
B29+5V A29Address2
B30Oscillator A30Address1
B31Ground A31Address0
КлючКлюч
D1Memory Access 16 bit C1System Bus High
D2I/O 16 bit C2Latch Address 23
D3IRQ10 C3Latch Address 22
D4IRQ11 C4Latch Address 21
D5IRQ12 C5Latch Address 20
D6IRQ15 C6Latch Address 19
D7IRQ14 C7Latch Address 18
D8DMA Acknoledge0 C8Latch Address 17
D9DMA Request1 C9Memory Read
D10DMA Acknoledge5 C10Memory Write
D11DMA Request5 C11Data8
D12DMA Acknoledge6 C12Data9
D13DMA Request6 C13Data10
D14DMA Acknoledge7 C14Data11
D15DMA Request7 C15Data12
D16+5V C16Data13
D17Master 16 bit C17Data14
D18Ground C18Data15
Таблица 2. Назначение контактов разъема 16-разрядной шины ISA.
Несмотря на отсутствие официального стандарта и технических "изюминок" шина ISA
превосходила потребности среднегопользователя образца 1984 года, а "засилье" IBM
AT на рынке массовых компьютеров привело к тому, что производители плат
расширения и клонов ATприняли ISA за стандарт. Такая популярность шины привела к
тому, что слоты ISA до сих пор присутствуют на всех системных платах, и платы
ISA до сихпроизводятся. Правда, Microsoft в спецификации PC99 предусматривает
отказ от ISA, но, как говорится, до этого нужно еще дожить.
Шина EISA
(Extended Industry Standard Architecture)
Шина EISA явилась "асимметричным ответом" производителей клонов РС на попыткуIBM
поставить рынок под свой контроль. В сентябре 1988 года Compaq, поддержанный
"бандой девяти" - Wyse, AST Research, Tandy, собственноCompaq, Hewlett-Packard,
Zenith, Olivetti, NEC и Epson - представил 32-разрядное расширение шины ISA с
полной обратной совместимостью. Основныехарактеристики новой шины были
следующими:
32-разрядная передача данных;
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
