Шини материнської плати - студопедія

Шини комп'ютера призначені для високошвидкісної паралельної передачі інформації, створюються системоутворюючими інтегральними мікросхемами материнської плати, реалізуються у вигляді груп паралельно йдуть друкованих провідників і закінчуються паралельнопід'єднаних роз'ємами (slots) для установки карт-контролерів пристроїв введення-виведення.

Функціонально шина складається з трьох подшін:

На сьогоднішній день в настільних комп'ютерах присутні наступні типи шин:

· ISA (Industry Standard Architecture) - застаріла, перша системна шина персонального комп'ютера, яка давно повинна була закінчити своє існування, але до сих пір, завдяки величезній кількості найрізноманітніших зовнішніх пристроїв, що використовують її, розміщується у вигляді одного слота на ряді моделей материнських плат ;

· PCI (Peripheral Component Interconnect) - розроблена фірмою Intel для використання в системах з процесорами типу Pentium і протягом 10 років є стандартом де факто серед комп'ютерних шин загального призначення;

· FSB - внутрішня системна шина північного моста, що зв'язує оперативну пам'ять з процесором.

Автоконфігурірованіе пристроїв PCI (вибір запитів переривання, каналів DMA) підтримується засобами BIOS материнської плати у відповідність зі стандартом PlugPlay. Діюча в даний час специфікація PCI 2.2 забезпечує підтримку плат розширення з напругою харчування як 3,3, так і 5 вольт, причому тип плати визначається розташуванням ключів в роз'ємі. Якщо у карти PCI є дві ключові виїмки, то вона підтримує будь-який з варіантів слота, якщо ж на ній тільки одна виїмка ближче до передньої частини плати, то ця карта тільки на 3,3 вольта. При розташуванні виїмки ближче до задньої частини - карта пятівольтового.

Наступним етапом було впровадження специфікації AGP версії 3.0, що забезпечує режим роботи AGP 8х. Ця специфікація - остання, що базується на стандарті шини PCI. Пропускна здатність шини AGP 8х - 2133 Мбайт / с.

FSB - високошвидкісна паралельна 64-розрядна шина північного моста для зв'язку з оперативною пам'яттю. Використання технології Quad Pumped Bus (чотири транзакції за цикл) дозволяє при частоті шини 200 МГц підтримувати передачу даних з частотою 800 МГц. При цьому, з урахуванням розрядності шини, забезпечується потік даних 3.6 Гбайт / с. Особливістю шини є реалізація режиму двоканального обміну з двома модулями оперативної пам'яті одночасно.

Шина PCI - основна системна шина IBM PC - стає вузьким місцем при передачі даних між системними компонентами, і саме її пропускна здатність може істотно обмежити продуктивність перспективних комп'ютерів. Тому в даний час створюються кілька нових стандартів системних шин конкурентами - Intel і AMD, кожен їх яких створює свій власних проект перспективної системної шини. Ці технології, Arapahoe і HyperTransport, покликані замінити системну шину PC, визначивши архітектурний вигляд комп'ютерів майбутніх поколінь. Обидві фірми утворили свої "групи підтримки". Першу, під назвою HyperTransport Technology Consortium (HTTC), очолює AMD. Ця група просуває на ринок однойменний стандарт під назвою HyperTransport. Друга група, очолювана Intel, має назву Arapahoe Working Group, і стандарт називається, відповідно, Arapahoe.

Шина Arapahoe, на початковій стадії розробки відома як 3GIO (3D Generation Input / Output), повинна забезпечити високошвидкісне з'єднання між компонентами комп'ютера, а також між комп'ютером і іншими пристроями. Розробники обіцяють сумісність з існуючими шинами, такими як InfiniBand, IEEE 1394b (FireWire), USB 2.0, Serial ATA і 1/10 Ethernet. Шина Arapahoe є симетричну двосторонню шину, що забезпечує передачу даних по одній лінії зі швидкістю аж до 2.5 Гбіт / с. На відміну від PCI, шина Arapahoe буде досить гнучкою з точки зору забезпечення максимальної пропускної спроможності, яка визначається кількістю використовуваних ліній прийому / передачі даних, задіяних розробником системи в залежності від його потреб в кожному конкретному випадку. Наприклад, в разі реалізації 32 ліній інтерфейсу пропускна здатність шини складе величину порядку 10 Гбайт / с, що майже в 20 разів більше швидкості роботи 32-бітної 33-мегагерцовой шини PCI. Як і шина PCI, Arapahoe використовує технологію підключення периферійних пристроїв за допомогою моста, але доповнену перемикачами кінцевих точок, що дозволяють направляти потоки даних між периферійними пристроями, не використовуючи сам міст, тобто дозволяючи здійснити підключення за схемою "peer-to-peer". Дане рішення має менше завантажувати комп'ютер передачею даних між кінцевими пристроями за рахунок відсутності кешування в пам'яті переданих даних. Одним з безперечних переваг стандарту Arapahoe може стати підтримка DDR RAM і QDR RAM, що дозволить працювати з пам'яттю відповідно вдвічі і вчетверо швидше, ніж це було раніше.

За відносно короткий, але бурхливий період розквіту IBM-сумісних персональних комп'ютерів було створено безліч найрізноманітніших пристроїв, що значно розширюють початкові можливості базових систем. Але, разом з тим, уникнути взаємної несумісності різних пристроїв, вироблених в різний час і в різних країнах численними компаніями, дозволило використання в будь-яких комп'ютерних пристроях ряду стандартних інтерфейсів.

Зазвичай роз'єми інтерфейсів для підключення зовнішніх пристроїв розташовуються на зворотному боці корпусу ПК, причому на системних платах стандарту АТХ більшість зовнішніх портів розпаяно безпосередньо на платі.