Первая шина ПК на первом компьютере IBM PC (приблизительно 1982 г.) была 16-битной и работала на тактовой частоте 4,77 МГц. Ее назвали шиной ISA. Она могла пропускать данные со скоростью до 9 Мбайт в секунду, что является довольно неплохим показателем даже для многих современных приложений.
Всего несколько лет тому назад шина ISA все еще использовалась во многих компьютерах. Она поддерживала компьютерные платы, разработанные для первого компьютера IBM PC в начале 1980-х годов. Шина ISA применялась и после того, как появились более продвинутые технологии, способные ее заменить.
Такое долголетие вызвано следующими причинами.
Во-первых, нужно было обеспечить длительную совместимость с различным компьютерным железом разных производителей.
Во-вторых, пока не начался бум мультимедийных приложений, лишь немногие периферийные устройства полностью использовали быстродействие более современных шин, поэтому в радикальной замене не было острой необходимости.
Однако технология развивалась, ISA не могла удовлетворить растущие требования и были разработаны другие типы шин. Среди них следует упомянуть 32-разрядную 8 МГц шину с расширенной архитектурой промышленного стандарта (Extended Industry Standard Architecture, EISA) и шину Vesa Local (VL-Bus). Преимущество шины VL-Bus (в ее названии содержится аббревиатура разработавшей ее организации, Ассоциации по стандартам в области видеоэлектроники (VESA, the Video Electronics Standards Association)), в том, что она 32-разрядная и работает на скорости локальной шины, обычно равной скорости самого процессора. Фактически VL-Bus подключается прямо к центральному процессору. Система хорошо работала с одним или даже двумя устройствами. Однако подключение к шине более чем двух устройств может нарушить функционирование центрального процессора. По этой причине VL-Bus обычно использовалась лишь для подключения видеокарты, компонента, который получает реальные преимущества от скоростного доступа к центральному процессору.
Появление шины PCI
В начале 1990-х годов корпорация Intel предложила новый стандарт: шину для взаимодействия периферийных компонент (Peripheral Component Interconnect, PCI). Шина PCI представляет собой гибрид шин ISA и VL-Bus. Она обеспечивает прямой доступ подключенных устройств к системной памяти, но для подключения к системной шине frontside bus, а следовательно, к центральному процессору, используется мост. По сути это означает, что шина PCI может обеспечивать еще большую производительность, чем VL-Bus, но вместе с тем устранена потенциальная угроза нарушения работы центрального процессора.
Системная шина frontside bus представляет собой физическое соединение, которое фактически связывает процессор с большинством других компонентов компьютера, включая оперативную память, жесткие диски и слоты PCI. Современные системные шины обычно работают на частоте 400 МГц, а в новейших моделях компьютеров – на частоте 800 МГц.
Обходная шина (backside bus) представляет собой отдельное соединение между процессором и кэшем второго уровня. Она работает на более высокой скорости, чем системная шина, обычно на такой же скорости, как и процессор, чем достигается максимальная эффективность кэширования. За прошедшие годы обходная шина претерпела существенные изменения. В 1990-е годы она представляла собой провода, соединяющие центральный процессор и кэш второго уровня. Такой кэш в реальности представлял собой отдельный чип, которому требовалась дорогостоящая память. Позже кэш второго уровня сделали частью центрального процессора, что привело к уменьшению габаритов и удешевлению процессоров. Поскольку кэш стал частью процессора, обходная шина в определенном смысле уже не является реальной шиной.
К PCI можно подключать больше внешних устройств, чем к шине VL-Bus, а именно до пяти. Каждый из пяти разъемов для внешних устройств может быть заменен двумя постоянными устройствами, располагающимися на материнской плате. На одном компьютере можно применять больше одной шины PCI, однако такая конфигурация используется редко. Чип моста PCI управляет скоростью шины PCI независимо от скорости центрального процессора. Такое разделение повышает надежность и облегчает конструирование оборудования, предназначенного для работы с шиной PCI.
Шина PCI работает с тактовой частотой 33 МГц при 32-битном канале. Изменения стандарта позволили увеличить тактовую частоту с 33 до 66 МГц и удвоить разрядность до 64 бит. Современная шина PCI-X обеспечивает передачу данных по тракту шириной 64 бит при тактовой скорости 133 МГц, что привело к достижению поразительной скорости передачи данных 1 гигабайт в секунду!
Платы PCI снабжаются 47 выводами (в усовершенствованных платах, способных контролировать шину PCI без вмешательства центрального процессора, имеется 49 выводов). Шина PCI способна функционировать при таком небольшом количестве выводов благодаря аппаратному уплотнению, при котором устройство по одному выводу отправляет больше одного сигнала. Шина PCI также поддерживает устройства с напряжением питания 5 или 3,3 вольта.
Продолжение следует.
Источник:
Просмотров: 1717
Ваш коментарий будет первым
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять коментарии. Пожалуйста зарегистрируйтесь или войдите в ваш аккаунт.
Продолжение статьи «Как работает шина PCI»
Ваш коментарий будет первым
