Файл: Шины данных современного персонального компьютера. Назначение, классификация, особенности реализации, стандарты, характеристики.docx
ВУЗ: Не указан
Категория: Не указан
Дисциплина: Не указана
Добавлен: 12.12.2023
Просмотров: 24
Скачиваний: 1
ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
Шина AGP — это локальная высокоскоростная шина ввода/вывода, предназначенная исключительно для нужд видеосистемы. Она связывает видеоадаптер (3 D-акселератор) с системной памятью PC, поэтому на материнской плате имеется только один разъем (слот) AGP.
Шина AGP была разработана на основе архитектуры шины PCI, поэтому она также является 32-разрядной. Вместе с тем, у нее имеется ряд важных
Структурная схема видеосистемы на основе шины AGP отличий от шины PCI, позволяющих в несколько раз увеличить пропускную способность.Использование более высоких тактовых частот (режимы 2, 4), демультиплексирование (режим SBA), пакетная передача данных, режим прямого исполнения в системной памяти (DiME)
Рассмотрим эти особенности более подробно.Режимы 2х и 4х
Если шина PCI в стандартном варианте (32-разрядная) имеет тактовую частоту 33 МГц, что обеспечивает теоретически пропускную способность шины PCI 33х32 = 1056 бит/с = 132 Мбайт/с, то шина AGP тактируется сигналом с частотой 66 МГц, поэтому ее пропускная способность составляет 66х32 = = 264 Мбайт/с, (это соответствует так называемому режиму 1х). Помимо режима 1х, стандартом AGP Revision 1.0 предусмотрен режим 2х. при котором передача данных производится не только по переднему, но и по заднему фронту тактового импульса. В режиме 2 эквивалентная тактовая частота составит 132 МГц, а пропускная способность — 528 Мбайт/с. Заметим, что режим 2 идеально подходит для процессоров семейства Pentium и старше, у которых внешняя шина данных, как известно, является 64-разрядной, позволяет за один такт выполнить две 32-разрядных, команды или обработать два 32-разрядных слова.
В последних версиях шины AGP (AGP Revision 2.0), использующих пониженное напряжение питания. За один такт синхронизации удается выполнить уже не две, а четыре передачи (режим 4х), при этом скорость передачи данных через шину составляет около
1 Гбайт/с. Кроме того, наиболее современные видеоадаптеры, выполненные на основе прогрессивных технологий 0,25 мкм и 0,18 мкм, обычно устойчиво работают на более высоких частотах шины AGP, чем 66 МГц (например, при использовании в Chipset Intel 440BX тактовой частоты системной шины около 133 МГц вместо положенных 100 МГц тактовая частота шины AGP, определяемая как 66% частоты системной шины, составит не 66, а около 90 МГц). Таким образом, пропускная способность интерфейса AGP значительно выше, чем интерфейса PCI.
Pipelining — конвейерная (пакетная) передача данных
Шина AGP также может работать в режиме AD, однако она допускает применение режима
SBA (Side-Band Addressing — Адресация по боковой полосе), при котором для передачи кода адреса используются восемь дополнительных линий разъема AGP, именуемых SBO — SB7. Поскольку код адреса, как и код данных — 32-разрядные, то такое разделение является частичным демультиплексированием (для полного демультиплексирования надо выделить 32 линии вместо 8, а это весьма дорого).
Заметим, что название Side-Band Addressing не совсем точно отражает суть данного режима, поскольку термин Side Band (Боковая полоса частот) традиционно используется применительно к радиоканалам, для которых уместно говорить об основной и боковой полосе выделенных частот. В шине AGP, как известно, выделяется не дополнительная полоса частот, а отдельная 8-разрядная линия передачи данных.
Режим SBA используется только в режиме 2х, причем при пакетной передаче. Для выполнения адресации в режиме SBA используется три такта синхронизации (при этом, с учетом режима 2х, по проводам SBO — SB7 передается 6 байт). В течение первых двух тактов передаются 4 байта адреса, а в течение третьего такта — 1 байт длины запроса и 1 байт команды. Провода ADO — AD31 шины AGP в режиме SBA используются исключительно для передачи данных, поэтому скорость передачи данных в данном режиме существенно выше, чем в режиме AD.
Спецификация периферийной шины USB (Universal Serial Bus) была разработана фирмами — лидерами компьютерной и телекоммуникационной промышленности — Compaq, DEC, IBM, Intel, Microsoft, NEC и Northern Telecom — для подключения периферийных устройств вне корпуса PC. Шина USB поддерживает технологию Plu&Play. Скорость обмена информацией по шине USB составляет 12 Мбит/с. На новых материнских платах имеется специальный разъем для подключения концентратора USB (USB-Hab).К компьютерам, оборудованным шиной USB, можно подсоединять периферийные устройства (клавиатуру, мышь, джойстик, принтер и др.). не выключая питание. Как только устройство будет подключено, автоматически осуществляется его конфигурирование. Все периферийные устройства должны быть оборудованы разъемами USB, и подключаться к PC через отдельный выносной блок, именуемый USB-хабом или концентратором, с помощью которого к PC можно подключить до 127 периферийных устройств.
Для использования шины USB под управлением операционных систем Windows 95/98, Windows NT и OS/2 Warp разработаны специальные драйверы.
Согласно спецификациям PC 98 и PC 99 корпорация Intel планирует полностью заменить шину ISA шиной USB для подключения периферийных низкоскоростных устройств ввода/вывода, и шиной Fire Wire (IEEE 1394) для подключения устройств хранения информации (CD-ROM, HDD и др.) и »вода видеоданных.
Шина SCSI (Small Computer System Interface) обеспечивает скорость передачи данных до 320 Мбайт/с и предусматривает подключение к одному адаптеру до восьми устройств (винчестеры и приводы CD-ROM SCSI, сканеры, фото- и видеокамеры и др.)
В отличие от рассмотренных выше шин, шина SCSI реализована в виде кабельного шлейфа. С шиной PC (ISA или PCI) шина SCSI связывается через хост-адаптер (Host Adapter). Каждое устройство, подключенное к шине, имеет свой идентификационный номер (ID). Обычно хост-адаптеру, который должен иметь высший приоритет, назначается ID7. Типичные назначения ID для различных устройств приведены . Любое устройство, подключенное к шине SCSI. может инициировать обмен с другим устройством.
Как видно из скорость обмена данными через интерфейс SCSI ограничена производительностью шины ввода/вывода. Таким образом, данные могут передаваться, например, по 16-разрядной шине SCSI со скоростью до 20 Мбайт/с.(рис.5)
Очередным этапом развития шины SCSI явилась Ultra SCSI, которая использует тактовую частоту шины 20 МГц. Пропускная способность 8-разрядной шины составила 20 Мбайт/с. 16-разрядная шина Ultra SCSI, называемая Wide Ultra SCSI (или Fast 40), имеет пропускную способность 40 Мбайт/с.
Увеличение пропускной способности шины SCSI привело к уменьшению максимально допустимой длины кабеля. В связи с этим был разработан новый метод дифференциальной передачи данных, получивший название LVD (Low Voltage Differential). Применение данного метода позволило удвоить пропускную способность шины до 40 Мбайт/с для спецификации Ultra2 SCSI и 80 Мбайт/с для Wide Ultra2 SCSI (или Fast 80).
IEEE 1394 — это стандарт на высокоскоростную локальную последовательную шину, который был разработан на основе технологии Fire Wire фирмами Apple и Texas Instruments. Он является частью нового стандарта Serial SCSI (SCSI-3).
Локальная последовательная шина IEEE 1394 способна передавать данные со скоростью 100, 200, 400, 800 и 1600 Мбит/с (12,5, 25, 50, 100 и 200 Мбайт/с), а при работе с файлами некоторых типов — до 1 Гбит/с. Такая высокая скорость достигается за счет передачи информации в пакетном режиме. Кроме того, шина IEEE 1394 обеспечивает одновременную работу нескольких устройств, передающих данные с разными скоростями, точно так же, как и SCSI.
Шина использует простой 6-проводный кабель (рис. 5), состоящий из двух различных пар линий, предназначенных для передачи тактовых импульсов и информации, а также двух линий питания. Как и USB, шина IEEE 1394 полностью поддерживает технологию Plug&Play, включая возможность "горячего" подключения (установка и извлечение компонентов без отключения питания PC). Структура шины IEEE 1394 не так сложна, как структура параллельной шины SCSI. Устройства, подключаемые к ней, могут потреблять ток до 1,5 А при напряжении от 8 до 40 В. Производительность шины IEEE 1394 выше производительности Ultra-Wide SCSI, а разъем значительно меньше разъема SCSI. Кроме того, она и стоит дешевле.
Шина IEEE 1394 построена по разветвляющейся топологии и позволяет использовать до 63 узлов в цепочке. К каждому узлу можно подсоединить до 116-ти устройств. Если этого недостаточно, то можно дополнительно подключить до 1023 шинных перемычек, которые могут соединять более 64 000 узлов. Для передачи сигналов без искажений длина стандартного кабеля, соединяющего два узла, не должна превышать 4,5 м.
Подключать к компьютеру через интерфейс IEEE 1394 можно практически все устройства, способные работать с SCSI. К ним относятся все виды накопителей на дисках, включая жесткие, оптические, CD-ROM, цифровые видеодиски (DYD). цифровые видеокамеры, устройства записи на магнитную ленту и многие другие периферийные высокоскоростные устройства. Такие возможности делают эту шину одной из самых перспективных для объединения компьютера с бытовой электроникой. В настоящее время уже выпускаются адаптеры IEEE 1394 для шины PCI [1].
Список литературы:
1. Шины - Архитектура компьютеров (Информатика и программирование).