На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Системная шина

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 22.10.2012. Сдан: 2012. Страниц: 15. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


 
                                  Введение
       Шина – это канал пересылки  данных, используемый совместно  различными
блоками системы. Шина  может  представлять  собой  набор  проводящих  линий,
вытравленных на печатной плате, провода припаянные  к выводам разъемов,  в
которые  вставляются  печатные  платы,  либо  плоский   кабель.   Компоненты
компьютерной системы  физически расположены на одной  или нескольких  печатных
платах, причем их число и функции зависят от  конфигурации  системы,  её
изготовителя,  а   часто   и   от   поколения   микропроцессора.   Основными
характеристиками  шин являются разрядность  передаваемых  данных  и  скорость
передачи данных.
       Наибольший интерес вызывают  два типа шин – системный  и локальный.
       Системная шина предназначена  для обеспечения передачи  данных  между
периферийными устройствами и центральным процессором,  а  также  оперативной
памятью.
       Локальной  шиной,  как  правило,  называется  шина,  непосредственно
подключенная к  контактам микропроцессора, т.е. шина процессора.
       Существует несколько стандартов  организации системной шины для  ПК. 

                                 1. Шина ISA
       Шина ISA (Industry Standart Architecture) – шина,  применявшаяся  с
первых моделей PC  и  ставшая  промышленным  стандартом.  В PC  моделей XT
применялась шина с разрядностью данных 8 бит и  адреса – 20  бит.  В  моделях
AT шина была  расширена до  16  бит  данных  и  24  бита  адреса,  какой   она
остается до сих  пор.  Конструктивно  шина  выполнена  в  виде  двух  слотов.
Подмножество ISA-8 использует только первый  62-контактный  слот,  в  ISA-16
применяется дополнительный 36-контактный слот. Тактовая  частота  –  8  МГц.
Скорость   передачи    данных    до    16    Мбайт\с.    Обладает    хорошей
помехоустойчивостью.
       Шина обеспечивает своим абонентам  возможность отображения 8- или  16-
битных регистров  на пространство ввода-вывода и памяти.  Диапазон  доступных
адресов  памяти  ограничен  областью  UMA  (Unified  Memory  Architecture  -
унифицированная  архитектура  памяти),  но  для  шины  ISA-16   специальными
опциями BIOS Setup может  быть разрешено и пространство в  области  между15-м
и 16-м мегабайтом памяти (правда при этом компьютер не  сможет  использовать
более  15  Мбайт  ОЗУ).  Диапазон  адресов  ввода-вывода  сверху   ограничен
количеством  используемых  для  дешифрации  бит   адреса,   нижняя   граница
ограничена  областью  адресов 0-FFh,   зарезервированных   под   устройства
систнемной платы. В PC была принята 10-битная  адресация  ввода-вывода,  при
которой линии  адреса A[15:10] устройствами  игнорировались.  Таким  образом,
диапазон адресов  устройств шины ISA ограничивается  областью  100h-3FFh,  то
есть всего  758  адресов  8-битных  регистров.  На  некоторые  области  этих
адресов претендуют и системные устройства. Впоследствии  стали  применять  и
12-битную адресацию  (диапазон 100h-FFFh), но  при  ее  использовании  всегда
необходимо учитывать  возможность присутствия  на  шине  и  старых  10-битных
адаптеров, которые "отзовутся" на адрес с подходящими  ему битами  A[9:0]  во
всей допустимой области четыре раза.
       В распоряжении абонентов шины ISA-8 может быть до 6  линий   запросов
прерываний IRQ (Interrupt  Request),  для  ISA-16  их  число  достигает  11.
Заметим, что при  конфигурировании BIOS Setup часть из  этих  запросов  могут
отобрать устройства системной платы или шина PCI.
       Абоненты шины  могут  использовать  до  трех  8-битных  каналов  DMA
(Direct Memory Access - прямой  доступ к памяти), а на 16-битной  шине  могут
быть доступными еще три 16-битных канала. Сигналы  16-битных  каналов  могут
использоваться  и для получения прямого  управления  шиной  устройством  Bus-
Master.  При   этом  канал  DMA  используется   для   обеспечения   арбитража
управления шиной, а адаптер Bus-Master формирует все  адресные и  управляющие
сигналы шины, не забывая "отдать" управление шиной процессору не более,  чем
через 15 микросекунд (чтобы не нарушить регенерацию памяти).
       Все перечисленные ресурсы системной  шины должны  быть  бесконфликтно
распределены между абонентами. Бесконфликтность подразумевает следующее: 

  . Каждый абонент  должен  при  операциях  чтения  управлять  шиной  данных
    (выдавать  информацию) только  по  своим   адресам  или  по  обращению   к
    используемому  им каналу DMA.  Области  адресов   для  чтения  не  должны
    пересекаться. "Подсматривать" не ему адресованные  операции  записи  не
    возбраняется. 

  . Назначенную  линию запроса прерывания IRQx  абонент  должен  держать   на
    низком  уровне в пассивном состоянии  и переводить в высокий уровень   для
    активации  запроса. Неиспользуемыми линиями  запросов  абонент  управлять
    не имеет   права,  они  должны  быть  электрически  откоммутированы   или
    подключаться  к буферу, находящемуся в третьем  состоянии.  Одной  линией
    запроса  может пользоваться только одно  устройство. Такая  нелепость  (с
    точки  зрения схемотехники ТТЛ) была  допущена в первых  PC  и   в  жертву
    совместимости  старательно тиражируется уже  много лет. 

       Задача распределения ресурсов  в старых адаптерах решалась  с  помощью
джамперов, затем  появились  программно-конфигурируемые  устройства,  которые
практически вытеснены автоматически конфигурируемыми платами PnP.
       Для шин ISA ряд фирм  выпускает   карты-прототипы  (Protitype  Card),
представляющие  собой печатные  платы  полного  или  уменьшенного  формата  с
крепежной скобой. На платах установлены  обязательные  интерфейсные  цепи  -
буфер данных, дешифратор адреса и некоторые  другие.  Остальное  поле  платы
представляет  собой  "слепыш",  на  котором  разработчик  может   разместить
макетный вариант  своего устройства. Эти платы удобны для  макетной  проверки
нового изделия, а также для монтажа единичных  экземпляров устройства,  когда
разработка и  изготовление печатной платы нерентабельно.
       С  появлением  32-битных  процессоров   делались  попытки  расширения
разрядности шины, но все 32-битные шины ISA не являются  стандартизованными,
кроме шины EISA. 

                                2. Шина EISA
       С появлением 32-разрядных микропроцессоров 80386 (версия DX) фирмами
Compaq, NEC и рядом   других  фирм,  была  создана  32-разрядная  шина  EISA,
полностью совместимая  с ISA.
       Шина EISA (Extended ISA) - жестко стандартизованное   расширение  ISA
до 32 бит. Конструктивное исполнение  обеспечивает  совместимость  с  ней  и
обычных ISA-адаптеров. Узкие дополнительные контакты расширения  расположены
между ламелями разъема ISA  и  ниже  таким  образом,  что  адаптер  ISA,  не
имеющий дополнительных ключевых прорезей в краевом разъеме,  не  достает до
них.  Установка  карт  EISA  в   слоты   ISA   недопустима,   поскольку   ее
специфические  цепи  попадут  на  контакты  цепей  ISA,  в  результате  чего
системная плата  окажется неработоспособной.
       Расширение шины касается не  только увеличения разрядности   данных  и
адреса: для режимов EISA используются  дополнительные  управляющие  сигналы,
обеспечивающие  возможность применения более эффективных  режимов передачи.  В
обычном (не пакетном) режиме передачи  за  каждую  пару  тактов  может быть
передано до 32 бит  данных  (один  такт  на  фазу  адреса,  один  -  на  фазу
данных).  Максимальную  производительность  шины  реализует  пакетный  режим
(Burst Mode) –  скоростной  режим  пересылки  пакетов   данных  без  указания
текущего  адреса  внутри  пакета.  Внутри  пакета  очередные  данные   могут
передаваться в  каждом такте шины, длина пакета может  достигать  1024  байт.
Шина предусматривает  и  более  производительные  режимы  DMA,  при  которых
скорость обмена  может  достигать  33  Мбайт/с.  Линии  запросов  прерываний
допускают разделяемое  использование, причем сохраняется  и  совместимость  с
ISA-картами:   каждая   линия    запроса    может    программироваться    на
чувствительность  как по перепаду, как в ISA, так и  по низкому  уровню.  Шина
допускает потребление  каждой картой расширения мощности до 45 Вт, но  полную
мощность, как правило не потребляет ни один адаптер.
       Каждый слот (максимум - 8) и системная  плата могут иметь селективное
разрешение адресации  ввода-вывода и отдельные линии  запроса и  подтверждения
управления шиной. Арбитраж запросов  выполняет  устройство  ISP  (Integrated
System Peripheral). Обязательной принадлежностью системной платы с шиной
EISA  является  энергонезависимая  память  конфигурации  NVRAM,  в   которой
хранится информация об устройствах EISA для каждого  слота.  Формат  записей
стандартизован,  для модификации конфигурационной  информации  применяется
специальная утилита ECU (EISA Configuration Utility). Архитектура  позволяет
при   использовании   программно-конфигурируемых   адаптеров   автоматически
разрешать конфликты  использования системных ресурсов программным  путем,  но
в  отличие  от   спецификации   PnP,   EISA   не   допускает   динамического
реконфигурирования. Все изменения  конфигурации  возможны  только  в  режиме
конфигурирования,  после  выхода   из   которого   необходима   перезагрузка
компьютера. Изолированный  доступ  к  портам  ввода-вывода  каждой  карты  во
время  конфигурирования  обеспечивает  просто:   сигнал   AEN,   разрешающий
декодирования адреса в  цикле  ввода-вывода,  на  каждый  слот  приходит  по
отдельной линии AENx, в  это  время  программно-управляемой.  Таким  образом
можно  по  отдельности  обращаться  и  к  обычным  картам  ISA,  но  из  это
бесполезно, поскольку  карты  ISA  не  поддерживают  обмена  конфигурационной
информацией,   предусмотренного   шиной    EISA.    На    некоторых    идеях
конфигурирования  EISA  выросла  спецификация  PnP  для  шины  ISA   (формат
конфигурационных  записей ESCD во многом напоминает NVRAM EISA).
       EISA - дорогая, но оправдывающая  себя архитектура,  применяющаяся   в
многозадачных  системах,   на   файл-серверах   и   везде,   где   требуется
высокоэффективное расширение шины ввода-вывода. 

                                 3. Шина MCA
       Шина MCA (MicroChannel Architecture) - микроканальная  архитектура  -
была введена  в пику  конкурентам  фирмой  IBM  для  своих  компьютеров  PS/2
начиная с модели 50 в 1987 году. Обеспечивает быстрый  обмен  данными  между
отдельными  устройствами,  в  частности  с  оперативной  памятью.  Шина  MCA
абсолютно несовместима с ISA/EISA и другими адаптерами.  Состав  управляющих
сигналов,   протокол   и   архитектура    ориентированы    на    асинхронное
функционирование  шины  и  процессора,  что  снимает  проблемы  согласования
скоростей  процессора  и  периферийных  устройств.   Адаптеры   MCA   широко
используют Bus-Mastering, все запросы идут через  устройство  CACP  (Central
Arbitration   Control   Point).   Архитектура   позволяет    эффективно    и
автоматически конфигурировать  все устройства программным путем (в  MCA  PS/2
нет ни одного переключателя).
       При всей прогрессивности архитектуры  (относительно ISA) шина MCA  не
пользуется популярностью  из-за узости круга производителей  MCA-устройств  и
полной их несовместимости  с массовыми ISA-системами. Однако MCA еще  находит
применение   в   мощных    файл-серверах,    где    требуется    обеспечение
высоконадежного производительного ввода-вывода. 
 

                            4. Локальная шина VLB
       Локальная шина стандарта VLB (VESA Local Bus, VESA – Video Equipment
Standart Association – Ассоциация  стандартов видеооборудования)  разработана
в  1992  году.  Главным  недостатком  шины  VLB  является  невозможность  её
использования  с  процессорами,  пришедшими   на   замену   МП   80486   или
существующими параллельно с ним (Alpha, PowerPC и др.).
       Шины ввода-вывода ISA, MCA, EISA  имеют   низкую  производительность,
обусловленную их местом в структуре PC.  Современные  приложения  (особенно
графические)  требуют  существенного   повышения   пропускной   способности,
которое могут обеспечить современные процессоры. Одним из  решений проблемы
повышения  пропускной  способности   было   применение   в   качестве   шины
подключения периферийных устройств локальной  шины  процессора  80486.  Шину
процессора  использовали  как   место   подключения   встроенной   периферии
системной платы (контроллер дисков, графического адаптера).
       VLB  -  стандартизованная  32-битная  локальная  шина,   практически
представляющая собой сигналы системной шины процессора  486,  выведенные  на
дополнительные  разъемы системной платы. Шина  сильно  ориентирована  на  486
процессор, хотя возможно ее использование и с процессорами класса  386.  Для
процессоров Pentium была принята спецификация  2.0,  в  которой  разрядность
шины данных увеличена  до 64, но она распространения не получила.  Аппаратные
преобразователи шины новых процессоров в  шину  VLB,  будучи  искусственными
"наростами"  на  шиннной  архитектуре,  не  прижились,  и  VLB   дальнейшего
развития не получила.
       Конструктивно VLB-слот аналогичен 16-битному обычному MCA-слоту,  но
является  расширением  системного  слота  шины   ISA-16,   EISA   или   MCA,
располагаясь  позади  него  вблизи   от   процессора.   Из-за   ограниченной
нагрузочной способности  шины процессора больше трех слотов VLB на  системной
плате не устанавливают. Максимальная тактовая частота шины -  66  МГц,  хотя
надежнее шина работает на частоте 33 МГц.  При  этом  декларируется  пиковая
пропускная способность 132 Мбайт/с (33 МГц x 4 байта),  но  она  достигается
только внутри пакетного цикла во время передач  данных.  Реально  в  пакетном
цикле передача 4 x 4 = 16 байт данных требует 5 тактов шины, так что даже  в
пакетном  режиме  пропускная  способность  составляет  105.6  Мбайт/с,  а в
обычном режиме (такт на фазу адреса и такт  на  фазу  данных)  -  всего 66
Мбайт/с, хотя это  и значительно больше, чем  у  ISA.  Жесткие  требования  к
временным характеристикам  процессорной шины при большой нагрузке (в т. ч.  и
микросхемами внешнего кэша) могут привести к неустойчивой  работе:  все три
VLB-слота могут  использоваться только на частоте  40  МГц,  при  нагруженной
системной плате  на 50 МГц может работать только один слот. Шина  в  принципе
допускает  и  применение  активных  (Bus-Master)  адаптеров,   но   арбитраж
запросов возлагается  на сами адаптеры. Обычно шина  допускает  установку  не
более двух Bus-Master адаптеров, один из которых устанавливается  в "Master"-
слот.
       Шину VLB обычно использовали для  подключения графического адаптера  и
контроллера  дисков.  Адаптеры  локальных  сетей  для  VLB  практически   не
встречаются. Иногда  встречаются  системные  платы,  у  которых  в  описании
указано, что они  имеют встроенный графический и  дисковый  адаптер  с  шиной
VLB, но самих  слотов  VLB  нет.  Это  означает,  что  на  плате  установлены
микросхемы указанных  адаптеров, предназначенные для  подключения к шине  VLB.
Такая неявная  шина по производительности, естественно, не  уступает  шине  с
явными слотами. С точки зрения надежности и совместимости  это  даже  лучше,
поскольку проблемы совместимости карт и системных  плат для  шины  VLB  стоят
особенно остро. 
 

                                 5. Шина PCI
       Шина  PCI  (Peripheral  Component  Interconnect  bus  – взаимосвязь
периферийных компонентов) - шина соединения периферийных  компонентов.  Была
анонсирована компанией Intel в июне 1992 года на выставке PC Expo.
       Эта  шина  занимает  особое  место  в   современной   PC-архитектуре
(mezzanine bus), являясь  мостом между локальной  шиной   процессора  и  шиной
ввода-вывода ISA/EISA  или  MCA.  Эта  шина  разрабатывалась  в  расчете  на
Pentium-системы, но  хорошо сочетается и с 486 процессорами, а  также  с  не-
Intel'овскими   процессорами.  Шина  PCI  является  четко   стандартизованной
высокопроизводительной  шиной расширения ввода-вывода. PCI  –  мультиплексная
32-разрядная шина. Существует также 64-разрядная  версия. Частота шины  20-33
МГц.  Стандарт  PCI  2.1  допускает  и   частоту   66   МГц.   Теоретическая
максимальная скорость 132/264 Mбайт/с для  32/64  бит  при  33  МГц,  и  528
Мбайт/с при 66 МГц. Слот PCI достаточен для подключения адаптера (в  отличие
от VLB), на системной  плате он может сосуществовать с  любой  из  шин  ввода-
вывода и даже с VLB (хотя в этом и нет необходимости).
       На одной шине PCI может быть  не более  четырех  устройств  (слотов).
Мост шины PCI (PCI Bridge) - это аппаратные средства подключения  шины PCI  к
другим шинам. Host Bridge - главный мост - используется для  подключения  PCI
к системной шине (шине процессора или процессоров).  Peer-to-Peer  Bridge  -
одноранговый мост - используется для соединения двух шин PCI.  Две  и  более
шины PCI применяются  в мощных серверных  платформах  -  дополнительные  шины
PCI позволяют увеличить  количество подключаемых устройств.
       Автоконфигурирование устройств  (выбор адресов, запросов  прерывания)
поддерживается  средствами BIOS и ориентировано на технологию Plug and  Play.
Стандарт PCI определяет  для  каждого  слота  конфигурационное  пространство
размером до 256 восьмибитных регистров, не  приписанных  ни  к  пространству
памяти, ни к пространству  ввода-вывода.  Доступ  к  ним  осуществляется  по
специальным  циклам  шины  Configuration   Read   и   Configuration   Write,
вырабатываемым   контроллером   при   обращении   процессора   к   регистрам
контроллера шины PCI, расположенным в его пространстве ввода-вывода.
       В состав шины PCI введены  сигналы   для  тестирования  адаптеров   по
интерфейсу JTAG. На системной плате эти сигналы  не всегда задействованы,  но
могут и организовывать логическую цепочку тестируемых  адаптеров.
       Шина PCI все обмены трактует как  пакетные:  каждый  кадр  начинается
фазой адреса, за которой  может следовать  одна  или  несколько  фаз  данных.
Количество фаз  данных  в  пакете  неопределенно,  но  ограничено  таймером,
определяющим  максимальное  время,  в  течении  которого  устройство   может
пользоваться шиной. Каждое устройство  имеет  собственный  таймер,  значение
для которого задается при конфигурировании устройств шины.
       В  каждом  обмене  участвуют   два  устройства  -  инициатор   обмена
(Initiator)  и   целевое  устройство   (Target).   Арбитражем   запросов   на
использование шины занимается специальный функциональный  узел,  входящий  в
состав чипсета  системной платы. Для согласования  быстродействия  устройств-
участников обмена предусмотрены два сигнала готовности IRDY#  и  TRDY#.  Для
адреса и данных на шине используются общие  мультиплексированные  линии  AD.
Четыре мультиплексированных линии  C/BE[3:0]  используются  для  кодирования
команд в фазе адреса и разрешения байт в фазе данных.
       Шина  имеет  версии  с   питанием  5  В,  3.3  В.  Также   существует
универсальная версия (с переключением линий +V I/O c 5 В на 3.3 В).  Ключами
являются пропущенные  ряды контактов 12, 13 и 50,  51.  Для  5  В-слота  ключ
расположен на месте контактов 50, 51; для 3 В - 12, 13;  для универсального
- два ключа: 12, 13 и 50, 51. Ключи не позволяют установить  карту в  слот  с
неподходящим напряжением  питания. 32-битный  слот  заканчивается  контактами
A62/B62, 64-битный - A94/B94.
       В  отличие  от  адаптеров  остальных  шин,   компоненты   карт   PCI
расположены на левой  поверхности плат.  По  этой  причине крайний PCI-слот
обычно разделяет  использование посадочного места  адаптера  с  соседним  ISA-
слотом (Shared slot).
       Шина PCI являлась  до  последнего  времени  второй  (после  ISA)  по
популярности применения. В современных  системах  происходит  отказ  от  шин
ISA, и шина PCI выходит  на главные позиции. Некоторые  фирмы  для  этой  шины
выпускают карты-прототипы, но, конечно же, доукомплектовать их  периферийным
адаптером или  устройством собственной разработки гораздо сложнее, чем  карту
ISA. Здесь сказываются  и более сложные протоколы,  и  более  высокие  частоты
(8 МГц у шины ISA против 33 или 66 МГц у шины PCI). Также шина PCI  обладает
плохой помехоустойчивостью, поэтому для построения  измерительных  систем  и
промышленных компьютеров  используется все еще относительно редко.
       На  некоторых  системных  (материнских)  платах  имеется   небольшой
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.