Gniazda rozszerzeń

Elektronik - Rzeszów
2011-10-23
Gniazda rozszerzeń
KLASA 1
TEM AT: NR 35, 36
2
Gniazda rozszerzeń, interfejsy, złącza płyt
głównych.
AGP, PCI – Express. – właściwości magistral.
Każda płyta główna komputera jest wyposażona w magistrale i gniazda
pozwalające na podłączanie różnych urządzeń i kart rozszerzeń. Gniazda
rozszerzeń są to miejsca na płycie głównej komputera przewidziane do montażu
dodatkowych układów w postaci kart rozszerzeń — najczęściej kart graficznych,
kart dźwiękowych, modemów i kart sieciowych. Służą do zwiększania
możliwości pracy i zasobów komputera poprzez jego rozbudowę lub zmianę
konfiguracji, bez konieczności wymiany płyty głównej.
Z gniazdem rozszerzeń jest połączona magistrala (szyna). Jest to zespół linii i
układów do transferu informacji w postaci sygnałów sterujących, adresów i
danych pomiędzy procesorem, pamięcią i gniazdami rozszerzeń, w których
znajdują się określone karty dodatkowych urządzeń.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo ISA
Rodzaje gniazd rozszerzeń
3
4
Gniazdo ISA (ang. Industry Standard Architecture — standardowa architektura
przemysłowa) jest najstarszym złączem kart rozszerzeń płyty głównej
komputerów PC. Standard magistrali ISA w wersji l6-bitowej przetrwał bez
zmian do dziś. Obecnie magistrala jest stosowana do kart rozszerzeń
niewymagających dużych szybkości transferu danych, jak np. karty
dźwiękowe, wolniejsze karty sieciowe.
Powstało również 32-bitowowe rozszerzenie magistrali pod nazwą EISA (ang,
Ex-tended ISA) z obsługą Plug&Play. Jest ono zgodne ze standardem ISA używa złączy akceptujących karty ISA. Rozwiązanie to nie znalazło jednak
szerszego zastosowania i obecnie jest prawie nie używane.
Jedną z odmian złącza ISA jest złącze PCMCIA stosowane w komputerach
przenośnych (obecnie następcą tego standardu jest złącze ExpressCard).
Rodzaje gniazd rozszerzeń:
•ISA(16-bitowe)8MHz;
•PCI (32-bitowe) 33 MHz;
•AGP (32-bitowe) 66 MHz;
•AMR;
•CNR;
•PCI Express.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo ISA
Gniazdo PCI
5
6
Właściwości gniazda ISA:
•częstotliwość 8 MHz;
•szyna danych 8 lub 16 bitowa;
•przepustowość 8 lub 16 MB/s;
•możliwość podłączania wszystkich rodzajów kart rozszerzeń;
•liczba styków gniazda ISA: 62 lub 98;
•brak obsługi standardu Plug&Play.
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo PCI (ang. Peripheral Component Interconnect) jest złączem służącym do
podłączania dodatkowych urządzeń do płyty głównej. Zaletą standardu magistrali PCI jest oprócz szybszej komunikacji pomiędzy procesorem i kartami niż w stosowanej wcześniej
magistrali ISA- fakt, że nie ma znaczenia czy w gnieździe znajduje się karta kontrolera
dysków, sieciowa czy graficzna. Każda karta pasująca do gniazda PCI, działa bez
jakichkolwiek problemów; gdyż nie tylko sygnały, ale i przeznaczenie poszczególnych
styków gniazda są znormalizowane. W przeciwieństwie do innych magistrali, szyna PCI
stanowi kompleksowe rozwiązanie przyspieszające współpracę z dowolnym urządzeniem
zewnętrznym. Przy częstotliwości taktowania 33 MHz i szerokości szyny 32 bitów,
magistrala PCI osiąga szybkość transferu danych 132 MB/s.
Karty rozszerzeń podłączone do gniazda PCI mogą się komunikować nawet bez udziału
mikroprocesora, dzięki czemu wzrasta efektywność jego użytkowania. Dla każdej karty są
zdefiniowane tzw. rejestry konfiguracyjne. Przy ładowaniu systemu, procesor odczytuje
zapisane w nich dane i rozpoznaje, jaka karta jest umieszczona w gnieździe. Instalacja i
inicjacja karty następuje potem w pełni automatycznie.
Wszystkie obecne płyty główne są wyposażone w kilka gniazd PCI.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
1
Elektronik - Rzeszów
2011-10-23
Gniazdo PCI
Gniazdo AGP
7
8
Właściwości gniazda PCI:
•częstotliwość 33 MHz lub 66 MHz;
•szyna danych 32 bity lub 64 bity;
•przepustowość 133 MB/s lub 528 MB/s, lecz przepustowość dzieli się na liczbę kart
podłączonych w gniazdach;
•możliwość zainstalowania wszystkich rodzajów kart rozszerzeń;
•Liczba styków gniazda PCI-120;
•obsługa standardu Plug&Play.
Gniazdo AGP (ang. Accelerated Graphics Port, także Advanced Graphics
Port) zostało zaprojektowane, w odróżnieniu od innych rodzajów złącz
(np. ISA, PCI), specjalnie do obsługi tylko kart graficznych. Magistrala
AGP jest zmodyfikowanym rodzajem szyny PCI i charakteryzuje się dużo
większą szybkością przesyłania danych (obrazów wideo i grafiki) niż PCI.
Jest to 32-bitowa magistrala PCI zoptymalizowana do szybkiego
przesyłania dużych ilości danych pomiędzy pamięcią operacyjną a kartaą
graficzną. Pracuje z częstotliwością 66 MHz (dwukrotnie większą niż
PCI), a maksymalna przepustowość wynosi 2133 MB/s (szesnastokrotnie
więcej niż PCI). Obecnie gniazda AGP są zastępowane przez nowsze i
jeszcze szybsze złącza PCI Express.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo AGP
Gniazdo AMR
9
10
Właściwości gniazda AGP:
•częstotliwość 66 MHz;
•szyna danych 32 bitowa;
•standardy: x 1, x2, x4, x8;
•przepustowość: xl =266 MB/s, 3,3 V, x2 = 533 MB/s, 3,3 V, x4 = 1066
MB/s, 1,5 V, x8 = 2133 MB/s, 0,8 V;
•obsługa standardu Plug&Play.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo AMR (ang. Audio Modem Riser)jest dodatkowym 46-pinowym złączem
na płycie głównej, w którym instaluje się specjalne karty rozszerzające - kartę
dźwiękową (w standardzie Audio Codec'97), kartę modemu (w standardzie
Modem Codec'97) lub kartę integrującą funkcje karty dźwiękowej i modemu
(wyposażoną w oba kodeki: MC'97 i AC'97). Na tego rodzaju kartach znajdują się
zwykle układy analogowe danego urządzenia, natomiast dublujące się układy
cyfrowe modemu, karty dźwiękowej itp., zostały umieszczone w chipsecie płyty
głównej, zamiast na karcie, jak w innych standardach. Obie części układów są
połączone liniami interfejsu AC'97.
Właściwości gniazda AMR:
•ma 46 pinów;
•możliwość zainstalowania kart: muzycznych (standard AC'97), modemów
(standard MC'97), modemów z funkcją dźwięku.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo AMR
Gniazdo CNR
11
12
Gniazdo CNR (ang. Communications and Networking Riser) jest 60-pinowym
złączem na płycie głównej, służącym do podłączania uproszczonych konstrukcji
kart dźwiękowych, modemów i niektórych kart sieciowych. W gnieździe CNR
instaluje się także karty integrujące funkcje dwóch kart (np. karty dźwiękowej i
karty sieciowej). CNR jest rozwinięciem standardu gniazda AMR, lecz oba złącza
nie są ze sobą zgodne.
Właściwości gniazda CNR:
•ma 60 pinów;
•możliwość zainstalowania kart: muzycznych,
modemów, sieciowych.
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
2
Elektronik - Rzeszów
2011-10-23
Gniazdo PCI Express
Gniazdo PCI Express
13
14
Gniazdo PCI Express (PCIe lub PCI-E) służy do podłączania większości kart
rozszerzeń. Magistrala PCle jest obecnie już standardem w przypadku kart
graficznych. Choć szyny AGP nadal są jeszcze stosowane i pojawiają sic nawet
nowe modele kart ze złączem AGP, ale praktycznie są one przeznaczone już do
komputerów starszych konstrukcji. Natomiast złącza PCI, które miały zostać
zastąpione przez nową technologię, wciąż są montowane na płytach głównych.
PCI-Express stanowi magistralę lokalną typu szeregowego, łączącą dwa punkty
(Point-to-Point). Taka konstrukcja eliminuje konieczność dzielenia pasma
pomiędzy kilka urządzeń - każde urządzenie PCle jest połączone bezpośrednio z
kontrolerem. Sygnał jest przekazywany za pomocą dwóch linii sygnałowych, po
jednej w każdym kierunku. Przepustowość jednej linii wynosi 250 MB/s. W
związku z tym, że urządzenia mogą przekazywać sygnał dwukierunkowo, to należy
przyjąć, że szybkość transferu danych może sięgać 500 MB/s. Magistrala PCle
może mieć xl, x2, x4, x8, xl6 lub x32 linie sygnałowe (każda składająca się z
dwóch części - nadawczej i odbiorczej; transmisja danych może odbywać się w
obie strony jednocześnie).
Tak a wice PCI Express w wersji xl6 udostępnia przepustowość dwukrotnie
większą niż najszybsza odmiana AGP x8. Budowa gniazda umożliwia włożenie
wolniejszej karty do szybszego gniazda (w drugą stronę jest to niemożliwe).
Gniazdo xl ma po 18 pinów z każdej strony, czyli razem 36. gniazdo x4 — 32 piny
(razem 42), gniazdo x8 - 49 pinów (razem 98). zaś gniazdo xl6 - 82 piny (razem
164).
Właściwości gniazda PCle:
•częstotliwość 100 MHz;
•standardy: xl, x2, x4, x8, xl6;
•przepustowość: xl = 250 MB/s (montaż większości kart rozszerzeń), x4= 1000
MB/s, x8 = 2000 MB/s, x 16 = 4000 MB/s ;
•Gniazdo PCIe ma minimum 36 styków;
•obsługa standardu Plug&Play.
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
Gniazdo PCI Express
Źródło:
15
16
1. Urządzenia techniki komputerowej, T. Marciniuk
przykład karty graficznej
PCI express x16
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
ZSE Rzeszów - Systemy operacyjne
2011-10-23
3