Szablon dla tlumaczy

Wprowadzenie do Informatyki (WDI), Studia Dzienne Magisterskie
mgr inż. Paweł Tadejko
Wewnętrzne magistrale przeznaczone dla kart rozszerzeń
Wiadomości i pojęcia, które należy znać: magistrala, DMA, PCI, AGP (x1, x2, x4), FireWire,
Magistrala ISA
Do magistrali ISA można podłączyć zarówno 8., jaki i 16. bitowe karty. Karty 8. bitowe
wykorzystują pierwsze 62 styki magistrali1, karty 16. bitowe — wszystkie 96 styków.
Magistrala ISA była podstawową magistralą komputerów od modelu XT do 486. Dzisiaj coraz
mniej urządzeń wykorzystuje tę magistralę, a co za tym idzie coraz częściej nowe modele płyt
głównych nie posiadają — lub posiadają tylko jedną — magistralę ISA. Odczyt i zapis danych
może odbywać się w jednym z poniższych trybów:
- tryb DMA
- pojedyńczy tryb wymiany
- tryb wymiany na żądanie
- blokowy tryb wymiany
Dla celów wyłącznie poglądowych poniżej krótko opiszemy ostatni z wymienionych trybów:
Wymiana danych sterowana jest przez dwa kaskadowo połączone kontrolery DMA (DMAC).
Urządzenie DMA zgłasza żądanie wymiany danych poprzez ustawienie "stanu wysokiego" na
właściwej linii DRQ (DMA request) magistrali. Kontroler DMAC odpowiada ustawiając na linii
AEN (Adress enable) stan wysoki i potwierdza przyjęcie żądania przy użyciu linii DACK (DMA
acknowledge). Oznacza to przejęcie kontroli nad magistralą przez urządzenie DMA.
Odpowiadając na sygnał DACK dezaktywuje ono sygnał DRQ. Kontroler DMAC umieszcza adres
dla transmisji DMA na magistrali adresowej. Rozpoczyna się cykliczna wymiana danych
pomiędzy urządzeniem a pamięcią operacyjną komputera. Kiedy wymiana zostanie zakończona
kontroler DMAC generuje sygnał T/C (Transmission complet).
Magistrala PCI
Magistrala PCI została zaprojektowana przez firmę Intel. W porównaniu z magistralą ISA
cechuje ją duża szybkość pracy i ścisłe dopasowanie do budowy procesora. Maksymalna
przepustowość magistrali PCI wynosi 528 MB/s2. Co ciekawe, minimalny transfer poprzez
magistrale wynosi 0 Bps — magistrala PCI może działać tak wolno, jak wymaga tego
najwolniejsze urządzenie. PCI jest obowiązującym standardem dla producentów sprzętu
komputerowego, co oznacza, że urządzenia PCI wykorzystuje te same, ustalone zakresy
adresów. W efekcie urządzenia PCI, inaczej niż ISA, nie powodują konfliktów sprzętowych
związanych z adresowaniem. W celu zachowania kompabitylności z BIOS-em urządzenie PCI
symulują rezerwacje tych samych adresów, co urządzenia ISA. Na przykład karta grafiki PCI
VGA nadal sygnalizuje, że jest obecna pod adresem 3C0, rezerwuje obszar transferu danych od
adresu A000 do BFFF i używa zakresu adresów BIOS-a od C00 do C7FF. Kolejnym atutem
magistrali PCI jest pełna obsługa przez urządzenia PCI standardu plug and play. Konfiguracja
urządzeń PCI jest w pełni zautomatyzowana. Adresy i przerwania są przypisywane według
fizycznego rozmieszczenia kart na płycie głównej. BIOS nie dopuszcza do błędnego —
wywołującego konflikty — skonfigurowania urządzeń PCI.
Magistrala AGP
Szybki port grafiki (ang. Accelerated Graphics Port, AGP) zaprojektowany został jako
uzupełnienie — a nie jako następca — magistrali PCI. Udostępnienie karcie grafiki dowolnej
ilości pamięci operacyjnej plus bezpośredni transfer danych poprzez niezależną szynę graficzną
zaowocowały prawdziwym przełomem w grafice trójwymiarowej. Przykładem wykorzystania
możliwości magistrali AGP jest opracowana przez Intel-a technologia DIME (ang. Direct
memory execute). Magistrala AGP może pracować w jednym z czterech "stopni
przepustowości":
- AGP *1 — urzędzenie pracuje z częstotliwością taktowania magistrali, to znaczy z
częstotliowością 66 MHz
1
Nieliczne karty 8. bitowe wykorzystują dodatkowe przerwania i mają więcej niż 62 styki.
2
64. bitowy transfer poprzez magistralę PCI taktowaną zegarem o częstotliwości 66 MHz.
Wydział Informatyki, Politechnika Białostocka
Strona 1
Wprowadzenie do Informatyki (WDI), Studia Dzienne Magisterskie
-
-
mgr inż. Paweł Tadejko
AGP *2 — transfer danych pomiędzy urządzeniem a pamięcią wywołuje nie tylko
narastające, ale również opadające zbocze sygnału zegara 66 MHz. W efekcie dane
prezsyłane są potokowo, z przepustowością 528 MB/s
AGP *4 — częstotliwośc taktowania magistrali została zwiększona do 100 MHz. Dzięki
dodatkowej demultipleksacji adresów i danych maksymalna przepustowość magistrali
wynosi ok. 1 GBps.
Universal Serial Bus - (USB)
Standard sprzętowy zewnętrznych połączeń urządzeń (takich jak mysz, modem, kontroler gier i
klawiatura); standard USB 1.1 obsługuje instalację typu Plug and Play, dzięki czemu łatwo
można dodawać do komputera nowe urządzenia, bez konieczności instalowania karty i bez
zamykania systemu; przepustowość danych USB wynosi do 12 Mbps (12 milionów bitów na
sekundę); pojedyncze gniazdo USB potrafi obsłużyć do 127 urządzeń; może doskonale zastąpić
porty szeregowe (COM) i równoległe (LPT) w komputerze, których transfer jest dużo wolniejszy
niż USB; złącze USB wykorzystuje szeregową magistralę danych, wszystkie dane są przesyłane
kolejno za pośrednictwem jedynie czterożyłowego kabla.
Przepustowość USB wynosząca 12 Mb/s to zdecydowanie za mało, by do interfejsu podłączać
urządzenia wymagające szybkich transferów. Dlatego organizacja USB opracowałą nowy
standard - USB 2.0. USB 2.0 oferuje o wiele lepsze osiągi - ma pozwalać na transfer z
prędkością do 480 Mb/s (60 MB/s)! Jest to wydajność zadowalająca na dłuższy czas, więc USB
2.0 ma szansę na powodzenie. Dodatkową zaletą jest jego kompatybilność w dół - do USB 2.0
będzie można podłączyć wszystkie dotychczasowe urządzenia USB. USB 2.0 ma być
jednocześnie znacznie tańszy od FireWire.
1394, 1394B (Fire-Wire)
Przepustowość interfejsu FireWire (IEEE 1394) to aż 400 Mb/s. Prędkość ta robi wrażenie, gdy
porównamy osiągi FireWire z innymi interfejsami - USB, RS-232 czy EPP/ECP. Organizacja
1394 Trade Association planuje wdrożyć jeszcze w tym roku rozwinięcie FireWire - tzw.
standard 1394b. Umożliwi on dwukrotne zwiększenie przepustowości - do 800 Mb/s, czyli 100
MB/s! Taki transfer zadowoli nawet najbardziej "wybredne" urządzenia peryferyjne. Mówi się
także o jeszcze większych przepustowościach następcy 1394 - 1600 Mb/s. Jaka będzie
ostateczna wydajność 1394b przekonamy się, gdy na rynek trafią pierwsze urządzenia zgodne
z tym standardem.
Wydział Informatyki, Politechnika Białostocka
Strona 2