Kwa kuongezeka kwa masafa ya saa na kina kidogo cha wasindikaji, shida ya haraka iliibuka katika kuongeza kasi ya uhamishaji data kwenye mabasi (ni nini maana ya kutumia jiwe na mzunguko wa saa, sema, 66 MHz, ikiwa basi inafanya kazi saa mzunguko wa 8.33 MHz tu). Katika baadhi ya matukio, kama vile keyboard au kipanya, kasi ya juu haina maana. Lakini wahandisi kutoka kwa watengenezaji bodi ya upanuzi walikuwa tayari kuzalisha vifaa kwa kasi ambayo mabasi hayangeweza kutoa.
KATIKA
Njia ifuatayo ya nje ya hali hii ilipatikana: baadhi ya shughuli za kubadilishana data zinazohitaji kasi ya juu hazipaswi kufanywa kupitia viunganishi vya kawaida vya basi vya I/O, lakini kwa njia ya ziada. violesura vya kasi ya juu- basi ya processor, takriban sawa na iliyounganishwa akiba ya nje.
Ukweli ni kwamba interfaces hizi za kasi sana zimeunganishwa na basi ya processor. Inachofuata kutoka kwa hili kwamba bodi zilizounganishwa zitapata moja kwa moja kwa processor kupitia basi yake. Ubunifu huu uliitwa basi la ndani (LB, Basi la Ndani). Basi la ndani halikuchukua nafasi ya viwango vya hapo awali, lakini lilikamilisha. Takwimu inaonyesha tofauti kati ya usanifu wa kawaida na usanifu wa basi la ndani. Kwa njia, mabasi ya kwanza ya ISA yalikuwa ya ndani, lakini wakati mzunguko wao wa saa ulizidi 8 MHz, kujitenga kulitokea.
Mabasi kuu kwenye kompyuta bado yalikuwa ISA au EISA, lakini nafasi moja au zaidi za basi za ndani ziliongezwa kwao. Hapo awali, maeneo haya yalitumiwa karibu pekee kwa kusakinisha adapta za video, na kufikia 1992, chaguzi kadhaa za basi za kawaida ambazo haziendani zilikuwa zimeandaliwa, haki za kipekee ambazo zilikuwa za watengenezaji.
Utofauti huu ulikuwa unazuia kuenea kwa mabasi ya ndani, kwa hivyo Jumuiya ya Viwango vya Kielektroniki ya Video, inayowakilisha zaidi ya kampuni 100, ilipendekeza vipimo vyake vya VESA Local Bus (VL-bus au VLB) mnamo Agosti 1992, ambayo haikubadilika, lakini ilikamilisha. viwango vilivyopo. Basi la VLB limeundwa ili kuongezeka matokeo kati ya processor kuu na kadi ya video, kwa kusudi hili nafasi kadhaa mpya za kasi za mitaa ziliongezwa tu kwenye mabasi kuu. Kazi kuu ambayo basi mpya ilikusudiwa ilikuwa kubadilishana data na adapta ya video.
Lilikuwa basi la biti 32 lililotumia kiunganishi cha tatu na cha nne kama kiendelezi cha sehemu ya kawaida ya ISA. Basi lilifanya kazi kwa mzunguko wa kawaida wa 33 MHz na kutoa ongezeko kubwa la utendakazi ikilinganishwa na ISA. Baadaye, basi la VLB lilianza kutumiwa na watengenezaji wa vidhibiti vya gari ngumu na vifaa vingine vinavyohitaji. maambukizi ya kasi ya juu data. Hata megabit 100 zilitolewa Vidhibiti vya Ethernet na basi la VLB. Kuenea kwa matumizi ya basi la VESA ni kwa sababu ya gharama yake ya chini na utangamano wa juu-chini na mtangulizi wake, basi la ISA. Kiunganishi cha VLB ni kiunganishi cha ISA na "mwendelezo".
Sifa kuu za basi la VL ni:
msaada kwa wasindikaji wa mfululizo wa 80386 na 80486. Basi imeundwa kwa ajili ya matumizi katika mifumo ya processor moja, wakati vipimo hutoa uwezo wa kuunga mkono wasindikaji wa x86-usiokubaliana kwa kutumia chip ya daraja;
Idadi ya juu ya mabwana wa basi ni 3 (bila kujumuisha mtawala wa basi). Ikiwa ni lazima, inawezekana kufunga mfumo mdogo wa kuunga mkono zaidi bwana. Licha ya ukweli kwamba basi iliundwa awali ili kusaidia watawala wa video, inaweza pia kusaidia vifaa vingine (kwa mfano, watawala wa disk ngumu);
basi inaweza kufanya kazi kwa masafa hadi 66 MHz, lakini sifa za umeme za kiunganishi cha VL-basi kikomo hadi 50 MHz (kizuizi hiki, bila shaka, haitumiki kwa vifaa vilivyounganishwa kwenye ubao wa mama);
Basi la data la bi-directional 32 pia linaauni mawasiliano ya biti 16. Ufafanuzi ni pamoja na uwezekano wa kubadilishana 64-bit;
Usaidizi wa DMA hutolewa kwa mabwana wa mabasi pekee. Basi haiungi mkono "waanzilishi" maalum wa DMA;
upeo wa bandwidth ya basi ya kinadharia 160 Mb / s (kwa mzunguko wa basi wa 50 MHz), kiwango - 107 Mb / s kwa mzunguko wa 33 MHz;
usaidizi wa hali ya ubadilishanaji wa kundi (kwa vibao vya mama 80486 vinavyotumia hali hii). Mistari mitano hutumiwa kutambua aina na kasi ya kichakataji, ishara ya Burst Last (BLAST#) inatumika kuamilisha hali hii. Kwa mifumo ambayo haiunga mkono hali hii, mstari umewekwa kwa 0;
kwa kutumia kiunganishi cha MCA cha pini 58. Upeo wa nafasi 3 unatumika (kwenye baadhi ya mabasi ya 50 MHz, slot 1 pekee inaweza kusakinishwa). Sehemu ya basi ya VL imewekwa kwenye mstari nyuma ya sehemu za ISA/EISA/MCA, kwa hivyo njia zote za mabasi haya zinapatikana kwa bodi za VL;
msaada kwa kichakataji kache kilichojumuishwa na kache kwenye ubao wa mama. Voltage ya usambazaji ni 5 V. Vifaa vilivyo na kiwango cha kutoa 3.3 V vinaweza kutumika mradi vinaweza kushughulikia kiwango. ishara ya pembejeo 5 V.
Basi hili la 32/32-bit liliundwa kwa ajili ya mashine zilizo na vichakataji 386, 486 na Pentium. Basi ya VLB hutumiwa sana kwenye bodi za mama 486. Juu yao, VESA ni anwani, data na mistari ya udhibiti wa processor, pato kwa kontakt. Hali hii inaweka vikwazo muhimu kwa kadi za upanuzi za VLB - vigezo vya muda na mzigo lazima vifuatwe kikamilifu. Kama inavyoonyeshwa katika maagizo ya bodi nyingi za mama, idadi ya kadi za VLB kwa mzunguko wa saa 25 MHz haipaswi kuzidi tatu, saa 33 MHz - mbili, saa 40 na 50 MHz - moja. Ikiwa mahitaji haya yamekiukwa, mfumo hautakuwa thabiti kwa sababu uwezo wa mzigo wa processor umepitwa.
Ili kukadiria kasi ya basi, unaweza kufanya hesabu ifuatayo: ikiwa kadi ya upanuzi inafanya kazi kwa mzunguko wa 50 MHz, basi bandwidth ya basi itakuwa sawa na 32 * 50 * 10 6 = 1.6 * 10 9 Mbit / s = 200 MB /s, ambayo ni mengi sana. Walakini, hatupaswi kusahau kuwa kasi kama hiyo karibu haiwezi kutumika, kwani data kutoka kwa kumbukumbu ya video haiwezi kusomwa kwa kasi kama hiyo. Kwa kuongeza, wakati wa kupata kadi ya VLB, processor haiwezi kufanya kitu kingine chochote, bila kujali jinsi kifaa kwenye kadi hii ni polepole (kwa mfano, bandari ya serial).
Basi la VL lilikuwa uboreshaji mkubwa juu ya ISA katika utendakazi na muundo. Moja ya faida za basi ni kwamba iliruhusu uundaji wa kadi ambazo zilifanya kazi na chipsets zilizopo na hazikuwa na idadi kubwa ya mizunguko ya mantiki ya kudhibiti ghali. Matokeo yake, kadi za VL zilikuwa nafuu zaidi kuliko kadi sawa za EISA. Walakini, tairi hii haikuwa bila shida zake, kuu zikiwa zifuatazo:
ikilenga kichakataji 486. VL-bus imeunganishwa kwa waya kwa basi la processor 80486, ambayo ni tofauti na mabasi ya Pentium na Pentium Pro/Pentium II.
utendaji mdogo. Kama ilivyosemwa tayari, frequency halisi VL-basi - si zaidi ya 50 MHz. Zaidi ya hayo, wakati wa kutumia wasindikaji na multiplier ya mzunguko, basi hutumia mzunguko mkuu (kwa mfano, kwa 486DX2-66 mzunguko wa basi utakuwa 33 MHz);
mapungufu ya mzunguko. Ubora wa mawimbi yanayopitishwa kwenye basi ya kichakataji hutegemea mahitaji magumu sana, ambayo yanaweza kutimizwa tu na vigezo fulani vya mzigo kwa kila laini ya basi. Kulingana na Intel, kusanikisha bodi za VL ambazo hazijaundwa kwa uangalifu zinaweza kusababisha sio tu upotezaji wa data na shida za maingiliano, lakini pia kwa uharibifu wa mfumo;
kupunguza idadi ya bodi. Kizuizi hiki pia kinatokana na hitaji la kuzingatia vikwazo vya mzigo kwenye kila mstari.
Umaarufu wa tairi ya VLB ulidumu hadi 1994. Kipengele kikuu cha tairi, ambacho kilifanya iwezekanavyo kufikia utendaji wa juu, pia ilikuwa sababu ya VLB kuondoka sokoni. Basi hilo lilikuwa kiendelezi cha moja kwa moja cha basi la 486 processor/memory, likiendesha kwa kasi sawa na kichakataji (hivyo jina basi la ndani). Uunganisho wa moja kwa moja ina maana uhusiano pia idadi kubwa vifaa vilikuwa na hatari ya kuingilia kati na processor yenyewe, haswa ikiwa ishara zilipitia yanayopangwa. VESA ilipendekeza kutumia nafasi zisizozidi mbili kwa kasi ya saa 33 MHz, au nafasi tatu ikiwa walitumia bafa maalum. Kwa kasi ya saa ya juu, si zaidi ya vifaa viwili vinapaswa kushikamana, na saa 50 MHz, vifaa vyote vya VLB vinapaswa kujengwa kwenye ubao wa mama.
Kwa kuwa VLB inaendeshwa kwa usawa na kichakataji, kuongeza kasi ya kichakataji kulisababisha matatizo na viambajengo vya VLB. Kwa kasi ya pembeni ilitakiwa kufanya kazi, gharama kubwa zaidi ilikuwa kutokana na matatizo yanayohusiana na uzalishaji wa vipengele vya kasi. Vifaa vichache vya VLB viliauni kasi ya zaidi ya 40 MHz.
UTANGULIZI
Basi ni njia ya kuhamisha data inayoshirikiwa na vitengo tofauti vya mfumo. Basi inaweza kuwa seti ya mistari ya conductive iliyowekwa kwenye bodi ya mzunguko iliyochapishwa, waya zinazouzwa kwenye vituo vya viunganisho ambavyo bodi za mzunguko zilizochapishwa huingizwa, au kebo ya gorofa. Vipengele vya mfumo wa kompyuta ziko kimwili kwenye bodi moja au zaidi ya mzunguko iliyochapishwa, na idadi na kazi zao hutegemea usanidi wa mfumo, mtengenezaji wake, na mara nyingi juu ya kizazi cha microprocessor.
Sifa kuu za mabasi ni kina kidogo cha data iliyopitishwa na kiwango cha uhamishaji data.
Aina mbili za mabasi zinavutia zaidi: mfumo na wa ndani.
Basi ya mfumo imeundwa ili kuhakikisha uhamisho wa data kati ya vifaa vya pembeni na processor kuu, pamoja na RAM.
Basi ya ndani, kama sheria, ni basi iliyounganishwa moja kwa moja na pini za microprocessor, i.e. basi ya processor.
1. BASI LA MFUMO
Jukumu kuu la basi la mfumo ni kuhamisha habari kati ya microprocessor ya msingi na vifaa vingine vya kielektroniki vya kompyuta. Vifaa pia vinashughulikiwa kupitia basi hili na ishara za huduma maalum hubadilishwa. Kwa hivyo, kwa njia iliyorahisishwa, basi ya mfumo inaweza kuwakilishwa kama seti ya mistari ya ishara, iliyojumuishwa kulingana na madhumuni yao (data, anwani, udhibiti). Usambazaji wa habari juu ya basi unadhibitiwa na moja ya vifaa vilivyounganishwa nayo au nodi maalum kwa madhumuni haya, inayoitwa arbiter ya basi.
Basi ya mfumo wa IBM PC na IBM PC/XT iliundwa kusambaza biti 8 tu za habari wakati huo huo, kwani processor ndogo ya 18088 iliyotumiwa kwenye kompyuta ilikuwa na laini 8 za data. Kwa kuongeza, basi la mfumo lilijumuisha mistari 20 ya anwani, ambayo ilipunguza nafasi ya anwani hadi kikomo cha 1 MB. Ili kufanya kazi na vifaa vya nje, basi hili pia lilitoa njia 4 za kukatiza maunzi (IRQ) na laini 4 kwa vifaa vya nje vinavyohitaji ufikiaji wa kumbukumbu ya moja kwa moja (DMA, Ufikiaji wa Kumbukumbu ya Moja kwa Moja). Ili kuunganisha kadi za upanuzi, viunganisho maalum vya pini 62 vilitumiwa. Kumbuka kwamba basi ya mfumo na microprocessor zililandanishwa kutoka kwa jenereta ya saa moja yenye mzunguko wa 4.77 MHz. Hivyo, kinadharia, kiwango cha uhamisho wa data kinaweza kufikia zaidi ya 4.5 MB/s.
1.1 TairiISA
ISA basi (Industry Standard Architecture) ni basi ambayo imekuwa ikitumika tangu mifano ya kwanza ya Kompyuta na imekuwa kiwango cha sekta. Mifano ya XT PC ilitumia basi yenye upana wa data wa biti 8 na upana wa anwani wa biti 20. Katika mifano ya AT, basi ilipanuliwa hadi bits 16 za data na bits 24 za anwani, ambayo inabakia leo. Kwa kimuundo, basi inafanywa kwa namna ya inafaa mbili. Seti ndogo ya ISA-8 hutumia nafasi ya kwanza ya pini 62 pekee, huku ISA-16 inatumia nafasi ya ziada ya pini 36. Mzunguko wa saa - 8 MHz. Kasi ya kuhamisha data hadi 16 MB/s. Ina kinga nzuri ya kelele.
Basi huwapa wateja wake uwezo wa kuweka rejista 8- au 16-bit kwa I/O na nafasi ya kumbukumbu. Aina mbalimbali za anwani za kumbukumbu zinazopatikana zimepunguzwa na eneo la UMA ( U kutambuliwa M hisia A usanifu ni usanifu wa kumbukumbu wa umoja), lakini kwa basi ya ISA-16, chaguzi maalum za Usanidi wa BIOS pia zinaweza kuruhusu nafasi katika eneo kati ya megabytes ya 15 na 16 ya kumbukumbu (ingawa kompyuta haitaweza kutumia zaidi ya 15 MB ya kumbukumbu). RAM). Kikomo cha juu cha safu ya anwani ya I/O ni mdogo kwa idadi ya biti za anwani zinazotumiwa kusimbua; kikomo cha chini kinadhibitiwa na eneo la anwani 0-FFh iliyohifadhiwa kwa vifaa vya bodi ya mfumo. Kompyuta ilipitisha ushughulikiaji wa 10-bit I/O, ambapo mistari ya anwani A ilipuuzwa na vifaa. Kwa hivyo, anuwai ya anwani ya vifaa vya basi vya ISA ni mdogo kwa eneo 100h-3FFh, ambayo ni, jumla ya anwani 758 za rejista 8-bit. Baadhi ya maeneo ya anwani hizi pia yanadaiwa na vifaa vya mfumo. Baadaye, anwani ya 12-bit (anuwai 100h-FFFh) ilianza kutumika, lakini wakati wa kuitumia, ni muhimu kuzingatia kila wakati uwezekano wa kuwepo kwenye basi ya adapta za 10-bit ambazo "zitajibu" kwa basi. anwani iliyo na biti A zinazolingana katika eneo lote linalokubalika mara nne .
Wasajili wa basi la ISA-8 wanaweza kuwa na hadi laini 6 za IRQ (Ombi la Kukatiza) walizonazo; kwa ISA-16 idadi yao hufikia 11. Kumbuka kwamba wakati wa kusanidi Usanidi wa BIOS, baadhi ya maombi haya yanaweza kuchaguliwa na vifaa vya bodi ya mfumo au PCI. basi.
Wasajili wa basi wanaweza kutumia hadi chaneli tatu za 8-bit DMA ( D sahihi M hisia A ccess - ufikiaji wa kumbukumbu ya moja kwa moja), na njia tatu zaidi za 16-bit zinaweza kupatikana kwenye basi ya 16-bit. Mawimbi ya njia 16-bit pia yanaweza kutumika kupata udhibiti wa moja kwa moja wa basi na kifaa cha Bus-Master. Katika kesi hii, chaneli ya DMA inatumika kutoa usuluhishi wa udhibiti wa basi, na adapta ya Bus-Master hutoa anwani zote na ishara za udhibiti wa basi, bila kusahau "kutoa" udhibiti wa basi kwa processor si zaidi ya baada ya sekunde 15. ili usisumbue kuzaliwa upya kwa kumbukumbu).
Rasilimali zote zilizoorodheshwa basi ya mfumo lazima isambazwe bila mgongano kati ya waliojisajili. Kutokuwa na migogoro kunamaanisha yafuatayo:
Kila mteja lazima, wakati wa shughuli za kusoma, kudhibiti basi ya data (kutoa habari) tu kwa anwani zake au kwa kufikia chaneli ya DMA inayotumia. Sehemu za anwani za kusoma lazima zisiingiliane. Sio marufuku "kuchunguza" juu ya shughuli za kuandika ambazo hazijaelekezwa kwake.
Laini ya ombi la kukatiza iliyoteuliwa IRQx lazima iwekwe chini na mteja katika hali tulivu na kuinuliwa juu ili kuwezesha ombi. Mteja hana haki ya kudhibiti laini za ombi ambazo hazijatumika; lazima zikatiwe muunganisho wa kielektroniki au ziunganishwe kwenye bafa katika hali ya tatu. Kifaa kimoja pekee kinaweza kutumia laini moja ya ombi. Upuuzi kama huo (kutoka kwa mtazamo wa muundo wa mzunguko wa TTL) uliruhusiwa katika Kompyuta za kwanza na, kwa dhabihu ya utangamano, umeigwa kwa bidii kwa miaka mingi.
Shida ya usambazaji wa rasilimali katika adapta za zamani ilitatuliwa kwa msaada wa jumpers, kisha vifaa vilivyoainishwa na programu vilionekana, ambavyo vilibadilishwa kivitendo na bodi za PnP zilizoundwa kiatomati.
Kwa mabasi ya ISA, idadi ya makampuni huzalisha kadi za mfano (Kadi ya Protitype), ambazo ni bodi za mzunguko zilizochapishwa za muundo kamili au uliopunguzwa na bracket inayowekwa. Bodi zina vifaa vya mizunguko ya kiolesura ya lazima - buffer ya data, avkodare ya anwani na wengine wengine. Sehemu iliyobaki ya ubao ni "bodi kipofu" ambayo msanidi anaweza kuweka toleo la mfano la kifaa chake. Bodi hizi ni rahisi kwa upimaji wa ubao wa bidhaa mpya, na pia kwa kuweka nakala moja ya kifaa wakati ukuzaji na utengenezaji wa bodi ya mzunguko iliyochapishwa haina faida.
Pamoja na ujio wa wasindikaji 32-bit, majaribio yalifanywa kupanua upana wa basi, lakini mabasi yote ya 32-bit ISA hayajasawazishwa, isipokuwa basi ya EISA.
1.2 TairiEISA
Pamoja na ujio wa 32-bit microprocessors 80386 (toleo la DX) na Compaq, NEC na idadi ya makampuni mengine, basi ya 32-bit EISA iliundwa, inayoendana kikamilifu na ISA.
Basi la EISA (ISA Iliyoongezwa) ni kiendelezi kilichosanifiwa madhubuti cha ISA hadi biti 32. Ubunifu huo unahakikisha utangamano na adapta za kawaida za ISA. Pini nyembamba za upanuzi wa ziada ziko kati ya vile vya kiunganishi cha ISA na chini kwa njia ambayo adapta ya ISA, ambayo haina nafasi za ziada za ufunguo kwenye kiunganishi cha makali, haiwafikii. Kusakinisha kadi za EISA katika nafasi za ISA hakuruhusiwi kwa sababu saketi zake mahususi zitaishia kwenye pini za saketi za ISA, na kufanya ubao mama kutofanya kazi.
Upanuzi wa basi hauhusu tu kuongeza upana wa data na anwani: Njia za EISA hutumia mawimbi ya ziada ya udhibiti ili kuwezesha hali za uhamishaji bora zaidi. Katika hali ya maambukizi ya kawaida (isiyo ya kupasuka), hadi bits 32 za data zinaweza kuhamishwa kwa kila jozi ya mzunguko wa saa (saa moja kwa awamu ya anwani, saa moja kwa awamu ya data). Utendaji wa juu zaidi wa basi hupatikana kwa Njia ya Kupasuka, hali ya kasi ya juu ya kutuma pakiti za data bila kuonyesha anwani ya sasa ndani ya pakiti. Ndani ya pakiti, data inayofuata inaweza kusambazwa kila mzunguko wa saa ya basi; urefu wa pakiti unaweza kufikia baiti 1024. Basi pia hutoa njia za DMA za ufanisi zaidi, ambazo kasi ya uhamisho inaweza kufikia 33 MB / s. Mistari ya ombi la kukatiza huruhusu matumizi ya pamoja, na uoanifu na kadi za ISA hudumishwa: kila laini ya ombi inaweza kupangwa kwa unyeti wa makali yote, katika ISA, na kwa kiwango cha chini. Basi huruhusu kila kadi ya upanuzi kutumia hadi 45 W ya nguvu, lakini, kama sheria, hakuna adapta inayotumia nguvu kamili.
Kila nafasi (isizidi 8) na bodi ya mfumo inaweza kuwa na azimio maalum la kushughulikia I/O na ombi tofauti la udhibiti wa basi na njia za kukiri. Usuluhishi wa ombi unafanywa na kifaa cha ISP (Integrated System Peripheral). Kipengele cha lazima cha ubao-mama ulio na basi ya EISA ni kumbukumbu ya usanidi isiyo na tete NVRAM, ambayo huhifadhi taarifa kuhusu vifaa vya EISA kwa kila slot. Umbizo la rekodi ni sanifu; matumizi maalum ya ECU (EISA Configuration Utility) hutumiwa kurekebisha maelezo ya usanidi. Usanifu huruhusu adapta zilizoainishwa na programu kusuluhisha kiotomati migogoro katika utumiaji wa rasilimali za mfumo kwa utaratibu, lakini tofauti na uainishaji wa PnP, EISA hairuhusu usanidi upya wa nguvu. Mabadiliko yote ya usanidi yanawezekana tu katika hali ya usanidi, baada ya kuondoka ambayo lazima uanze upya kompyuta. Ufikiaji pekee wa bandari za I/O za kila kadi wakati wa usanidi hutolewa kwa urahisi: mawimbi ya AEN, ambayo huruhusu kusimbua anwani katika mzunguko wa I/O, huja kwenye kila slot kupitia mstari tofauti wa AENx, kwa wakati huu unadhibitiwa na programu. Kwa njia hii, unaweza kupata zote mbili tofauti kadi za kawaida ISA, lakini hii haina maana kwa sababu kadi za ISA hazitumii ubadilishanaji wa taarifa za usanidi zinazotolewa na basi la EISA. Uainishaji wa PnP kwa basi la ISA ulikua kutoka kwa baadhi ya mawazo ya usanidi wa EISA (umbizo la rekodi ya usanidi wa ESCD ni kama NVRAM ya EISA).
EISA ni usanifu wa gharama kubwa lakini wa thamani unaotumika katika mifumo ya kufanya kazi nyingi, seva za faili, na mahali popote ambapo upanuzi wa basi wa I/O unahitajika.
1.3 TairiM.C.A.
Basi la MCA (Usanifu wa MicroChannel) - usanifu wa kituo kidogo - ilianzishwa kwa washindani licha ya IBM kwa kompyuta zake za PS / 2 kuanzia na mfano wa 50 mnamo 1987. Hutoa ubadilishanaji wa data haraka kati ya vifaa vya mtu binafsi, haswa na RAM. Basi la MCA halioani kabisa na ISA/EISA na adapta zingine. Utungaji wa ishara za udhibiti, itifaki na usanifu huelekezwa kwa uendeshaji wa asynchronous wa basi na processor, ambayo huondoa tatizo la kufanana kwa kasi ya processor na vifaa vya pembeni. Adapta za MCA hutumia sana Udhibiti wa Mabasi, maombi yote hupitia kifaa cha CACP (Pointi Kuu ya Udhibiti wa Usuluhishi). Usanifu huruhusu vifaa vyote kusanidiwa kwa ufanisi na kiotomatiki na programu (hakuna swichi katika MCA PS/2).
Licha ya maendeleo yote ya usanifu (kuhusiana na ISA), basi la MCA sio maarufu kwa sababu ya anuwai nyembamba ya watengenezaji wa vifaa vya MCA na kutokubaliana kwao kabisa na mifumo ya ISA inayozalishwa kwa wingi. Hata hivyo, MCA bado hupata programu katika seva za faili zenye nguvu ambapo utendaji wa kuaminika wa I/O unahitajika.
2. BASI LA MTAA
Watengenezaji wa kompyuta ambao bodi zao za mama zilikuwa msingi wa microprocessors 180386/486 walianza kutumia mabasi tofauti kwa kumbukumbu na vifaa vya I / O, ambayo ilifanya iwezekane kutumia uwezo wa juu wa RAM, kwani ni katika kesi hii kwamba kumbukumbu inaweza kufanya kazi. kwa kasi yake ya juu. Hata hivyo, kwa njia hii, mfumo mzima hauwezi kutoa utendaji wa kutosha, kwani vifaa vinavyounganishwa kupitia viunganisho vya upanuzi haviwezi kufikia kasi ya uhamisho inayofanana na processor. Hii inahusu kufanya kazi na vidhibiti vya uhifadhi na adapta za video. Ili kutatua tatizo hili, walianza kutumia kinachojulikana mabasi ya ndani, ambayo huunganisha moja kwa moja processor na watawala wa kifaa cha pembeni.
Kompyuta za kwanza zinazoendana na IBM PC na mabasi ya ndani, bila shaka, hazikuwa sanifu. Mmoja wa wazalishaji wakuu kompyuta za kibinafsi Kampuni iliyotumia mfumo mdogo wa video kwa mara ya kwanza kwa basi la ndani ilikuwa NECTechnologies. Nyuma katika 1991, kampuni hii iliwasilisha maendeleo yake ya awali ya Video ya Picha.
Hivi majuzi, mabasi mawili ya ndani yameonekana ambayo yanatambuliwa kuwa ya viwandani: basi la VLB, lililopendekezwa na VESA (Chama cha Viwango vya Elektroniki za Video), na PCI (Peripheral Component Interconnect), iliyotengenezwa na Intel. Mabasi haya yote mawili yamekusudiwa, kwa ujumla, kwa kitu kimoja - kuongeza kasi ya kompyuta, kuruhusu vifaa vya pembeni kama vile adapta za video na vidhibiti vya kuendesha gari kufanya kazi kwa masafa ya saa ya hadi 33 MHz na zaidi. Mabasi yote mawili hutumia viunganishi vya MCA. Hata hivyo, hapa ndipo kufanana kwao kumalizika, kwani lengo linalohitajika linapatikana kwa njia tofauti.
Ikiwa VL-bus ni, kwa kweli, ugani wa basi ya processor (kumbuka basi ya IBM PC/XT), basi PCI katika shirika lake inafanana zaidi na mabasi ya mfumo, kwa mfano, EISA, na ni maendeleo mapya kabisa. Kwa kweli, PCI ni ya darasa la kinachojulikana kama mabasi ya mezzanine, ambayo ni, mabasi ya "kuongeza", kwa kuwa kuna chip maalum cha "daraja" kinacholingana kati ya basi ya processor ya ndani na PCI yenyewe.
2.1 TairiVLB
Kiwango cha basi cha kawaida cha VLB (VESA Local Bus, VESA - Chama cha Viwango vya Vifaa vya Video) kiliundwa mnamo 1992. Hasara kuu ya basi ya VLB ni kutowezekana kwa kuitumia na wasindikaji ambao walibadilisha MP 80486 au zilizopo sambamba nayo (Alpha, PowerPC, nk).
Mabasi ya I/O ISA, MCA, EISA yana utendakazi wa chini kutokana na nafasi yao katika muundo wa Kompyuta. Maombi ya kisasa (hasa maombi ya graphics) yanahitaji ongezeko kubwa la njia, ambayo wasindikaji wa kisasa wanaweza kutoa. Suluhisho mojawapo la tatizo la kuongezeka kwa upitaji lilikuwa kutumia basi la ndani la kichakataji 80486 kama basi la kuunganisha vifaa vya pembeni. Basi la kuchakata lilitumiwa kama sehemu ya kuunganisha vifaa vya pembeni vilivyojengewa ndani vya ubao mama (kidhibiti cha diski, adapta ya michoro. )
VLB ni basi la kawaida la 32-bit, ambalo linawakilisha ishara za basi za mfumo wa kichakataji 486 zinazoelekezwa kwa viunganishi vya ziada vya ubao-mama. Basi inalenga sana processor 486, ingawa inaweza pia kutumika na wasindikaji wa darasa 386. Kwa wasindikaji wa Pentium, vipimo 2.0 vilipitishwa, ambapo upana wa basi ya data uliongezeka hadi 64, lakini haikutumiwa sana. Waongofu wa basi wa vifaa vya wasindikaji wapya kwa basi ya VLB, kuwa "ukuaji" wa bandia kwenye usanifu wa basi, haukuchukua mizizi, na VLB haikupokea maendeleo zaidi.
Kimuundo, slot ya VLB ni sawa na slot ya kawaida ya 16-bit ya MCA, lakini ni ugani wa mfumo wa ISA-16, EISA au MCA basi yanayopangwa, iko nyuma yake karibu na processor. Kwa sababu ya uwezo mdogo wa kubeba basi ya processor, zaidi ya nafasi tatu za VLB hazijasakinishwa kwenye ubao mama. Masafa ya juu ya saa ya basi ni 66 MHz, ingawa basi hufanya kazi kwa uhakika zaidi kwa 33 MHz. Wakati huo huo, kiwango cha juu cha 132 MB / s (33 MHz x 4 bytes) kinatangazwa, lakini kinapatikana tu ndani ya mzunguko wa pakiti wakati wa uhamisho wa data. Kwa kweli, katika mzunguko wa pakiti, kuhamisha 4 x 4 = byte 16 za data kunahitaji mizunguko 5 ya basi, kwa hivyo hata katika hali ya kundi Upitishaji ni 105.6 MB/s, na katika hali ya kawaida (saa kwa awamu ya anwani na saa kwa kila awamu ya data) - 66 MB/s tu, ingawa hii ni zaidi ya ISA. Mahitaji madhubuti ya sifa za wakati wa basi ya processor chini ya mzigo mzito (pamoja na chip za kache za nje) inaweza kusababisha operesheni isiyobadilika: nafasi zote tatu za VLB zinaweza kutumika tu kwa masafa ya 40 MHz; na ubao wa mama uliopakiwa, 50 MHz tu inaweza kufanya kazi. yanayopangwa moja. Basi, kimsingi, inaruhusu matumizi ya adapta zinazofanya kazi (Bus-Master), lakini usuluhishi wa maombi hutegemea adapta wenyewe. Kwa kawaida, basi inaruhusu usakinishaji wa si zaidi ya adapta mbili za Bus-Master, moja ambayo imewekwa kwenye slot ya "Master".
Basi la VLB lilitumika kwa kawaida kuunganisha adapta ya michoro na kidhibiti cha diski. Adapta za LAN za VLB hazipatikani. Wakati mwingine kuna ubao wa mama ambao maelezo yao yanasema kuwa wana michoro iliyojengwa ndani na adapta ya diski na basi ya VLB, lakini hawana nafasi za VLB wenyewe. Hii ina maana kwamba ubao una chips za adapta maalum, iliyoundwa kwa ajili ya kuunganishwa kwa basi ya VLB. Basi kama hilo lisilo wazi kwa kawaida si duni katika utendakazi kwa basi lenye nafasi wazi. Kwa mtazamo wa kuegemea na utangamano, hii ni bora zaidi, kwani shida za utangamano na kadi na bodi za mama za basi la VLB ni kali sana.
2.2 TairiPCI
Basi la PCI (basi la kuunganisha Sehemu ya Pembeni) vipengele vya pembeni) - basi inayounganisha vipengele vya pembeni. Ilitangazwa na Intel mnamo Juni 1992 kwenye Maonyesho ya PC.
Basi hili linachukua nafasi maalum katika usanifu wa kisasa wa Kompyuta (basi ya mezzanine), ikiwa ni daraja kati ya basi ya kichakataji ya ndani na basi ya ISA/EISA au MCA I/O. Basi hili liliundwa kwa kuzingatia mifumo ya Pentium, lakini linafanya kazi vyema na vichakataji 486 na vile vile vichakataji visivyo vya Intel. Basi la PCI ni basi la upanuzi la I/O la kiwango cha juu, lenye utendakazi wa hali ya juu. PCI ni basi la kuzidisha 32-bit. Pia kuna toleo la 64-bit Kasi ya basi 20-33 MHz PCI 2.1 kiwango kinaruhusu 66 MHz kasi ya kinadharia ya upeo 132/264 MB/s kwa biti 32/64 kwa 33 MHz, na 528 MB/s kwa 66 MHz PCI slot ya kutosha kuunganisha. adapta (tofauti na VLB), kwenye ubao-mama inaweza kuishi pamoja na mabasi yoyote ya I/O na hata kwa VLB (ingawa hii sio lazima).
Hakuwezi kuwa na zaidi ya vifaa vinne (slots) kwenye basi moja ya PCI. PCI Bus Bridge (PCI Bridge) ni maunzi ya kuunganisha basi ya PCI na mabasi mengine. Host Bridge - daraja kuu - hutumiwa kuunganisha PCI kwenye basi ya mfumo (basi ya processor au wasindikaji). Daraja la Peer-to-Peer - daraja la rika-kwa-rika - hutumika kuunganisha mabasi mawili ya PCI. Mabasi mawili au zaidi ya PCI hutumiwa katika majukwaa yenye nguvu ya seva - mabasi ya ziada ya PCI hukuruhusu kuongeza idadi ya vifaa vilivyounganishwa.
Usanidi wa kiotomatiki wa vifaa (uteuzi wa anwani, maombi ya kukatiza) unasaidiwa na zana za BIOS na huelekezwa kwa teknolojia ya Plug na Play. Kiwango cha PCI kinafafanua nafasi ya usanidi kwa kila nafasi ya hadi rejista 256 za biti nane ambazo hazijawekwa kwa nafasi ya kumbukumbu au nafasi ya I/O. Zinafikiwa kupitia mizunguko maalum ya basi ya Kusoma na Kuweka Usanidi, inayozalishwa na kidhibiti wakati kichakataji kinapofikia rejista za kidhibiti cha basi za PCI zilizo katika nafasi yake ya I/O.
Basi la PCI linajumuisha ishara za kujaribu adapta kupitia kiolesura cha JTAG. Kwenye ubao wa mama, ishara hizi hazitumiwi kila wakati, lakini zinaweza pia kuandaa mlolongo wa mantiki wa adapta zilizojaribiwa.
Basi la PCI huchukulia ubadilishanaji wote kama pakiti: kila fremu huanza na awamu ya anwani, ambayo inaweza kufuatiwa na awamu moja au zaidi ya data. Idadi ya awamu za data katika pakiti haina kikomo, lakini inadhibitiwa na kipima muda ambacho huamua muda wa juu zaidi ambao kifaa kinaweza kutumia basi. Kila kifaa kina timer yake, thamani ambayo imewekwa wakati wa kusanidi vifaa vya basi.
Kila kubadilishana inahusisha vifaa viwili - mwanzilishi wa kubadilishana (Initiator) na kifaa lengo (Target). Usuluhishi wa maombi ya kutumia basi unashughulikiwa na kitengo maalum cha kazi ambacho ni sehemu ya chipset ya ubao wa mama. Ili kuratibu kasi ya vifaa vinavyoshiriki katika kubadilishana, ishara mbili za utayari IRDY# na TRDY# hutolewa. Laini za kawaida za AD zilizo na alama nyingi hutumiwa kwa anwani na data kwenye basi. Mistari minne ya C/BE iliyozidishwa hutumika kusimba maagizo katika awamu ya anwani na kuwezesha baiti katika awamu ya data.
Basi ina matoleo yenye nguvu ya 5 V, 3.3 V. Pia kuna toleo la ulimwengu wote (pamoja na kubadili mistari ya + V I / O kutoka 5 V hadi 3.3 V). Funguo ni safu zinazokosekana za mawasiliano 12, 13 na 50, 51. Kwa slot ya 5 V, ufunguo iko kwenye eneo la mawasiliano 50, 51; kwa 3 V - 12, 13; kwa moja ya ulimwengu wote - funguo mbili: 12, 13 na 50, 51. Funguo haziruhusu kufunga kadi katika slot na voltage isiyofaa ya usambazaji. Sehemu ya 32-bit inaisha na pini A62/B62, slot ya 64-bit inaisha na pini A94/B94.
Tofauti na adapta nyingine za basi, vipengele vya kadi ya PCI ziko kwenye uso wa kushoto wa bodi. Kwa sababu hii, sehemu ya nje zaidi ya PCI kawaida hushiriki alama ya adapta na slot iliyo karibu ya ISA (Nafasi iliyoshirikiwa).
Hadi hivi karibuni, basi ya PCI ilikuwa ya pili (baada ya ISA) maombi maarufu zaidi. Katika mifumo ya kisasa, mabasi ya ISA yanaachwa, na basi ya PCI inahamia kwenye nafasi kuu. Makampuni mengine huzalisha kadi za mfano kwa basi hii, lakini, bila shaka, kuwapa adapta ya pembeni au kifaa cha muundo wako mwenyewe ni ngumu zaidi kuliko kadi ya ISA. Itifaki ngumu zaidi na zaidi masafa ya juu(8 MHz kwa basi la ISA dhidi ya 33 au 66 MHz kwa basi ya PCI). Pia, basi ya PCI ina kinga duni ya kelele, kwa hivyo bado haitumiki sana kwa ujenzi wa mifumo ya kipimo na kompyuta za viwandani.
Baadhi ya mfumo (mbao za mama) zina kiunganishi kidogo kinachoitwa Media Bus. Iko nyuma ya kiunganishi cha basi cha PCI cha moja ya nafasi. Kiunganishi hiki hutoa mawimbi kutoka kwa basi ya kawaida ya ISA, na kimeundwa ili adapta ya michoro yenye basi ya PCI pia iweze kuchukua chipset ya kadi ya sauti ya bei nafuu iliyoundwa kwa ajili ya basi ya ISA. Kiunganishi hiki, na haswa kadi za sauti-video zilizojumuishwa, hazitumiwi sana.
HITIMISHO
Kutoka kwa maendeleo yake hadi sasa, basi ya I / O imekuwa kizuizi cha kompyuta za kisasa za kibinafsi, ambazo huathiri vibaya sifa za jumla za kasi ya mfumo. Mabasi mapya yalionekana, uwezo mdogo, kasi ya mabasi, na upitaji wao uliongezeka. Lakini maendeleo ya viwango vipya vya tairi yanaendelea. Makampuni mengi yanaunganisha nguvu ili kukuza viwango vipya.
Kwa kutumia mifano ya viwango vilivyopo, ni wazi kwamba kila kiwango cha tairi kina faida zake, lakini pia hasara zake. Matairi mengine hukuruhusu kupata utendaji wa kuridhisha kabisa, lakini ni ghali sana na ni ngumu kutengeneza, na mara nyingi gharama hazirudishwi. Wengine ni wa bei nafuu, lakini wanadai sana kwenye mfumo kwa ujumla.
Orodha ya vyanzo vilivyotumika
1. Sayansi ya kompyuta: Warsha kuhusu teknolojia ya kompyuta: Mafunzo kwa vyuo vikuu / Ed. N.V. Makarova. – M.: Fedha na Takwimu, 1997. - 384 p.
2. Mogilev A.V. na wengine Sayansi ya Kompyuta: Kitabu cha kiada kwa wanafunzi wa ualimu. vyuo vikuu / A.V. Mogilev, N.I. Pak - M.: Academy, 1999. - 816 p.
3. Ostreykovsky V.A. Informatics: Kitabu cha maandishi kwa vyuo vikuu vya kiufundi - M.: Shule ya Juu, 1999. - 511 p.
4. Informatics: Kozi ya msingi: Kitabu cha kiada kwa vyuo / Kimehaririwa na S.V. Simonovich - St. : Peter, 2003. - 640 p.
5. Khokhlova N.V. na wengine Sayansi ya Kompyuta: Kitabu cha maandishi kwa vyuo vikuu / N.V. Khokhlova, A.I. Istemenko, B.V. Petrenko. - M.: Shule ya Juu, 1990. - 195 p.
Matairi yanagawanywa katika safu mtaa matairi, ngozi ... microcircuits vile. Kwa kuongeza, upya kiwango Inaonekana hata mara nyingi zaidi katika pembezoni...
Kisasa mifumo ya kompyuta yenye sifa ya:
□ ukuaji wa haraka kasi ya microprocessors na vifaa vingine vya nje (kwa mfano, ili kuonyesha video ya skrini kamili ya dijiti na ubora wa juu, kipimo cha data cha 22 MB/s kinahitajika);
□ kuibuka kwa programu zinazohitaji idadi kubwa ya uendeshaji wa interface (kwa mfano, programu za usindikaji wa graphics katika Windows, multimedia).
Chini ya hali hizi, njia ya mabasi ya upanuzi inayohudumia vifaa kadhaa wakati huo huo haitoshi kwa uzoefu mzuri wa mtumiaji, kwani kompyuta zilianza "kufikiria" kwa muda mrefu. Watengenezaji wa kiolesura wamechukua njia ya kuunda mabasi ya ndani yaliyounganishwa moja kwa moja na basi ya MP, inayofanya kazi kwa masafa ya saa ya MP (lakini si kwa masafa yake ya uendeshaji wa ndani) na kutoa mawasiliano na baadhi ya vifaa vya mwendo wa kasi nje ya Mbunge: kuu na kumbukumbu ya nje, mifumo ya video, nk.
Kwa sasa kuna viwango vitatu vikuu vya mabasi ya kawaida: VLB, PCI na AGP.
basi la VLB(VL-bus, VESA Local Bus) ilianzishwa mwaka wa 1992 na Chama cha Viwango vya Elektroniki za Video (VESA - chapa ya biashara ya Jumuiya ya Viwango vya Elektroniki za Video) na kwa hivyo mara nyingi huitwa basi la VESA. Basi la VLB kimsingi ni kiendelezi basi la ndani Mbunge wa mawasiliano na adapta ya video na, chini ya mara nyingi, na gari ngumu, kadi za multimedia, na adapta ya mtandao. Upana wa basi kwa data ni bits 32, kwa anwani - 30, kasi halisi ya uhamisho wa data kupitia VLB ni 80 MB / s, inafikiwa kinadharia - 132 MB / s (katika toleo la 2 - 400 MB / s).
Hasara za basi la VLB:
□ kulenga MP 80386, 80486 pekee (haijabadilishwa kwa vichakataji vya Pentium class);
□ utegemezi mkubwa mzunguko wa saa Mbunge (kila basi ya VLB imeundwa tu kwa mzunguko maalum hadi 33 MHz);
□ idadi ndogo ya vifaa vilivyounganishwa - vifaa 4 tu vinaweza kushikamana na basi ya VLB;
□ hakuna usuluhishi wa basi - kunaweza kuwa na migogoro kati ya vifaa vilivyounganishwa.
basi ya PCI(Muunganisho wa Sehemu ya Pembeni, kiunganisho cha vifaa vya nje) ndio kiolesura cha kawaida na cha ulimwengu kwa kuunganisha vifaa anuwai. Iliyoundwa mnamo 1993 na Intel. Basi la PCI lina uwezo mwingi zaidi kuliko VLB; inaruhusu uunganisho wa vifaa hadi 10; ina adapta yake, ikiruhusu kusanidiwa kufanya kazi na mbunge yeyote kutoka 80486 hadi Pentium ya kisasa. Kasi ya saa ya PCI ni 33 MHz, upana kidogo ni bits 32 kwa data na bits 32 kwa anwani, kupanua kwa bits 64, throughput ya kinadharia ni 132 MB / s, na katika toleo la 64-bit - 264 MB / s. Marekebisho ya 2.1 ya basi ya ndani ya PCI hufanya kazi kwa mzunguko wa saa hadi 66 MHz na, kwa bits 64, ina upitishaji wa hadi 528 MB / s. Njia za kuziba na Ucheze, Ustadi wa Basi na modi za usanidi otomatiki wa adapta zinaauniwa.
Kwa kimuundo, kiunganishi cha basi kwenye ubao wa mama kina sehemu mbili mfululizo za mawasiliano 64 (kila moja na ufunguo wake). Kwa kutumia kiolesura hiki, kadi za video zimeunganishwa kwenye ubao wa mama, kadi za sauti, modemu, vidhibiti vya SCSI na vifaa vingine. Kwa kawaida, ubao wa mama una nafasi kadhaa za PCI. Basi la PCI, ingawa la ndani, pia hufanya kazi nyingi za basi la upanuzi. Mabasi ya upanuzi ISA, EISA, MCA (na inaendana nao), mbele ya basi ya PCI, imeunganishwa sio moja kwa moja na Mbunge (kama ilivyo wakati wa kutumia basi ya VLB), lakini kwa basi ya PCI yenyewe ( kupitia kiolesura cha upanuzi). Shukrani kwa suluhisho hili, basi ni huru kwa processor (tofauti na VLB) na inaweza kufanya kazi sambamba na basi ya processor bila kuipata kwa maombi. Kwa hivyo, mzigo wa basi wa processor umepunguzwa sana. Kwa mfano, processor inafanya kazi na kumbukumbu ya mfumo au kumbukumbu ya cache, na kwa wakati huu juu ya mtandao HDD habari imeandikwa. Usanidi wa mfumo wa basi wa PCI unaonyeshwa kwenye Mtini. 5.8.
basi la AGP(Mlango wa Picha ulioharakishwa - bandari ya picha iliyoharakishwa) - kiolesura cha kuunganisha adapta ya video kwenye shina tofauti ya AGP ambayo ina
Sura ya 5. Microprocessors na bodi za mama
pato moja kwa moja kwenye kumbukumbu ya mfumo. Basi kulingana na kiwango cha PCI v2.1 imeundwa. Basi la AGP linaweza kufanya kazi kwenye masafa ya basi ya mfumo hadi 133 MHz na hutoa kasi ya juu uhamisho wa data graphic. Kilele chake cha upitishaji katika modi ya kuzidisha mara nne ya AGP4x (vizuizi 4 vya data huhamishwa kwa kila mzunguko wa saa) ni 1066 MB/s, na katika hali ya kuzidisha ya octal ya AGP8x ni 2112 MB/s. Ikilinganishwa na basi ya PCI, basi la AGP huondoa kuzidisha kwa mistari ya anwani na data (katika PCI, ili kupunguza gharama ya muundo, anwani na data hupitishwa kwa njia zile zile) na huongeza uwekaji bomba wa shughuli za kusoma-kuandika, ambayo huondoa athari za ucheleweshaji wa moduli za kumbukumbu kwenye kasi ya kufanya shughuli hizi.
Mchele. 5.8. Usanidi wa Mfumo wa PCI
Basi la AGP lina njia mbili za uendeshaji: DMA Na Tekeleza. KATIKA Hali ya DMA Kumbukumbu kuu ni kumbukumbu ya kadi ya video. Vitu vya picha kuhifadhiwa kwenye kumbukumbu ya mfumo, lakini kunakiliwa kwa kumbukumbu ya ndani kadi. Kubadilishana hufanyika katika pakiti kubwa za mfululizo. Katika hali ya Utekelezaji, kumbukumbu ya mfumo na kumbukumbu ya ndani ya kadi ya video ni sawa kimantiki. Vitu vya picha havinakiliwa kwa kumbukumbu ya ndani, lakini huchaguliwa moja kwa moja kutoka kwa mfumo. Katika kesi hii, unapaswa kuchagua vipande vidogo vilivyowekwa kwa nasibu kutoka kwa kumbukumbu. Kwa kuwa kumbukumbu ya mfumo imetengwa kwa nguvu, katika vizuizi vya 4 KB, katika hali hii, ili kuhakikisha utendaji unaokubalika, utaratibu hutolewa kwamba ramani za anwani za mlolongo wa vipande kwa anwani halisi za vizuizi 4 KB kwenye kumbukumbu ya mfumo. Utaratibu huu unafanywa kwa kutumia meza maalum (Jedwali la Kupanga upya Anwani ya Graphic au GART) iko kwenye kumbukumbu. Kiolesura kimeundwa kama kiunganishi tofauti ambamo adapta ya video ya AGP imewekwa. Usanidi wa mfumo na basi la AGP umeonyeshwa kwenye Mtini. 5.9.
Mfumo wa ndani ya mashine na miingiliano ya pembeni
Mchele. 5.9. Usanidi wa mfumo na basi ya AGP
Kila kitu kilichosemwa hapo juu kuhusu matairi ni muhtasari wa meza. 5.4. Jedwali 5.4. Tabia kuu za matairi
Basi ni sehemu muhimu ya ubao wa mama ambayo viunganishi (slots) ziko kwa ajili ya kuunganisha kadi za adapta za kifaa (kadi za video, kadi za sauti, modem za ndani, vifaa vya kuhifadhi, vifaa vya pembejeo / pato, nk) na upanuzi wa usanidi wa msingi ( viunganisho vya ziada tupu). Haionekani nje, lakini iko kati ya sahani za textolite za ubao wa mama.
Kama ilivyoelezwa hapo awali, utendaji wa mfumo wa kompyuta kwa ujumla huathiriwa sana na basi ya mfumo. Matairi ni mishipa ambayo maambukizi ishara za umeme. Kwa kusema kweli, hizi ni njia za mawasiliano zinazotumiwa kupanga mwingiliano kati ya vifaa vya kompyuta. Na viunganisho ambavyo kadi za upanuzi zimewekwa zinasaidiwa na mabasi ya ndani, au miingiliano. Viunganisho hivi vinatengenezwa kwa namna ya nafasi, na kwa msaada wao, vifaa vya ziada (vipengele) vinaunganishwa kupitia mabasi ya ndani, ambayo, kama basi ya mfumo, haionekani kwenye bodi za mama. Muundo wa muunganisho wa basi unaonyeshwa kwa mpangilio kwenye Mtini. 9.
Wacha tuangazie mabasi yaliyopo kwenye ubao wa mama. Basi kuu la mfumo ni FSB (Front Side Bus). Basi hili hupeleka data kati ya processor na RAM, na pia kati ya processor na vifaa vingine vya kompyuta ya kibinafsi. Hapa ndipo penye shimo moja. Ukweli ni kwamba kuna basi kuu, basi ya processor. Waandishi wengine wanadai kwamba basi ya mfumo na basi ya processor ni kitu kimoja, wakati wengine hawana. Wengi hufikia hitimisho: mwanzoni processor iliunganishwa na basi kuu ya mfumo kupitia basi yake ya processor, lakini katika mifumo ya kisasa mabasi haya yamekuwa moja. Tunasema: "basi ya mfumo," lakini tunamaanisha basi ya processor; tunasema: "basi ya processor," lakini tunamaanisha basi ya mfumo. Maneno: "bodi ya mama inaendesha saa 100 MHz" inamaanisha kuwa basi ya mfumo inaendesha kwa kasi ya saa ya 100 MHz. Uwezo wa FSB ni sawa na uwezo wa CPU. Ikiwa processor ya 64-bit inatumiwa na mzunguko wa saa ya basi ya mfumo ni 100 MHz, basi kasi ya uhamisho wa data itakuwa sawa na 800 MB / sec (ambayo imeonyeshwa katika mahesabu hapa chini).
Kuna viashiria vitatu kuu vya utendaji wa tairi. Hizi ni mzunguko wa saa, kina kidogo na kiwango cha uhamisho wa data.
Mzunguko wa saa. Ya juu ya mzunguko wa saa ya basi ya mfumo, habari ya haraka itahamishwa kati ya vifaa na, kwa sababu hiyo, utendaji wa jumla wa kompyuta utaongezeka, yaani, kasi ya uhamisho wa data itaongezeka na, kwa hiyo, kasi ya kompyuta.
Mzunguko wa saa, kuhusiana na kompyuta za kibinafsi, hupimwa kwa MHz, ambapo hertz ni vibration moja kwa pili, kwa mtiririko huo, 1 MHz ni vibrations milioni kwa pili. Kinadharia, ikiwa basi ya mfumo wa kompyuta inafanya kazi kwa mzunguko wa 100 MHz, basi inaweza kufanya hadi shughuli 100,000,000 kwa pili. Sio lazima kwa kila sehemu ya mfumo kufanya kitu kwa kila mzunguko wa saa. Kuna kinachojulikana saa tupu (mizunguko ya kusubiri), wakati kifaa kiko katika mchakato wa kusubiri jibu kutoka kwa kifaa kingine. Kompyuta za kibinafsi za darasa la Pentium I zilikuwa na bodi za mama zinazounga mkono mzunguko wa basi wa mfumo wa 33 MHz, Pentium II - 66 MHz, Pentium III - 133 MHz. Bodi za mama za kisasa zinaunga mkono basi ya mfumo kwa masafa ya 400, 533, 800, 1066 na hata 1600 MHz.
Kina kidogo. Basi lina njia kadhaa za kupitisha ishara za umeme. Ikiwa basi ni thelathini na mbili-bit, hii ina maana kwamba ina uwezo wa kupitisha ishara za umeme kupitia njia thelathini na mbili wakati huo huo. Basi la upana wowote uliotangazwa (8, 16, 32, 64) kwa kweli, O Vituo zaidi. Hiyo ni, ikiwa tutachukua basi sawa na thelathini na mbili, basi njia 32 zimetengwa kwa ajili ya kusambaza data halisi, na. njia za ziada iliyoundwa kusambaza habari maalum, kama vile ishara za kudhibiti.
Kiwango cha uhamishaji data. Jina la parameter hii linajieleza yenyewe. Imehesabiwa kwa formula
kasi ya saa * kina kidogo = kiwango cha kuhamisha data.
Hebu tuhesabu kiwango cha uhamisho wa data kwa basi ya mfumo wa 64-bit inayofanya kazi kwa mzunguko wa saa 100 MHz.
100 * 64 = 6400 Mbps;
6400 / 8 = 800 MB/sek.
Lakini nambari inayosababishwa sio halisi. Katika maisha, matairi yanaathiriwa na kila aina ya mambo: conductivity isiyofaa ya vifaa, kuingiliwa, kubuni na makosa ya mkutano, na mengi zaidi. Kulingana na ripoti zingine, tofauti kati ya kasi ya uhamishaji wa data ya kinadharia na ile ya vitendo inaweza kuwa hadi 25%.
Mbali na basi ya mfumo, ubao wa mama pia una mabasi ya pembejeo / pato, ambayo hutofautiana kutoka kwa kila mmoja katika usanifu. Wanaitwa wenyeji.
Kompyuta za kibinafsi za vizazi tofauti zilitumia viwango vya basi vya ISA, EISA, VESA, VLB na PCI. ISA, EISA, VESA na VLB sasa hazitumiki na hazipatikani kwenye vibao vya kisasa vya mama. Leo, bodi zote za mama zinategemea basi ya PCI.
Viwango vyote vinatofautiana katika idadi na matumizi ya ishara, na katika itifaki za matengenezo yao.
ISA ( Usanifu wa Kawaida wa Viwanda). Basi ya kwanza ya 8-bit ISA ilionekana mwaka wa 1981, na mwaka wa 1984 toleo lake la 16-bit lilionekana. Mabasi ya kwanza ya ISA yalikuwa aina pekee, lakini yalitofautiana katika kasi ya saa ya 8 MHz na 16 MHz. Ikumbukwe kwamba mabasi ya ISA ndio pekee kwenye ubao wa mama kwa karibu miaka 10 na bado yanapatikana kwenye baadhi yao. Hadi 1987, IBM ilikataa kuchapisha Maelezo kamili ISA, wazalishaji wengi wa vifaa waliamua kuendeleza mabasi yao wenyewe. Hivi ndivyo ISA ya 32-bit ilionekana, ambayo haikutumiwa, lakini kwa kweli ilitabiri kuonekana kwa vizazi vijavyo vya mabasi ya MCA na EISA. Mwaka 1985 Kampuni ya Intel ilitengeneza processor ya 32-bit 80386, ambayo ilitolewa mwishoni mwa 1986. Kulikuwa na hitaji la dharura la basi la 32-bit I/O. Badala ya kuendelea kuendeleza ISA, IBM iliunda basi mpya ya MCA (Micro Channel Architecture), ambayo ilikuwa bora kuliko mtangulizi wake kwa kila njia. Lakini kiwango hiki hakikudumu kwa muda mrefu, na hivi karibuni Compaq ilianzisha basi mpya ya EISA.
EISA ( Usanifu wa Kiwango cha Sekta Iliyopanuliwa). Tofauti yake kuu ilikuwa teknolojia ya 32-bit, ambayo ilisababisha ongezeko la kasi ya kubadilishana data. Wakati huo huo, utangamano na bodi iliyoundwa kufanya kazi na ISA ilidumishwa. Kasi ya kuhamisha data tayari ilikuwa 33 MB/sekunde. Lakini bado mzunguko wa saa ya ndani ulibakia chini - 8.33 MHz. Kwa kuongezeka kwa masafa ya saa na kina kidogo cha wasindikaji, tatizo la haraka liliibuka katika kuongeza kasi ya uhamishaji data kwenye mabasi. Mnamo 1992, toleo lingine la kupanuliwa la ISA lilionekana - VLB (VESA Local Bus) - Video Electronic Standard Association. VLB ilikuwa basi ya ndani ambayo haikubadilika, lakini iliongezea viwango vilivyopo. Kwa urahisi, maeneo kadhaa mapya ya ndani ya mwendo kasi yaliongezwa kwenye mabasi makuu. Umaarufu wa tairi ya VLB ulidumu hadi 1994. Kasi ya kuhamisha data ya VLB ilikuwa 128 - 132 MB/sec, na kina kidogo kilikuwa 32. Mzunguko wa saa ulifikia 50 MHz, lakini kwa kweli haukuzidi 33 MHz kutokana na mapungufu ya mzunguko wa inafaa wenyewe. Kazi kuu ambayo basi mpya ilikusudiwa ilikuwa kubadilishana data na adapta ya video. Lakini tairi mpya ilikuwa na mapungufu kadhaa ambayo haikuruhusu kuwepo kwenye soko kwa muda mrefu.
Mnamo 1991, maendeleo ya basi mpya ya PCI ilianza. PCI (basi ya Kuunganisha Sehemu ya Pembeni) - basi ya kuunganisha vipengele vya pembeni. Na mnamo Juni 1992 huyu alionekana kiwango kipya- PCI (2.0), ambayo ilitengenezwa na Intel pamoja na makampuni mengine Compaq, HP, nk. Hii ilikuwa aina ya mapinduzi. Aina mbalimbali za kadi za upanuzi kwa kutumia basi la PCI zilikuwa nzuri. Kasi ya saa ya basi ya PCI ilikuwa 33 MHz na 66 MHz. Kina kidogo - 32 au 64. Kasi ya uhamisho wa data - 132 MB/sec au 264 MB/sec. Basi ya PCI hutoa usanidi wa kibinafsi wa vifaa vya pembeni (za ziada) - usaidizi wa kiwango cha Plug na Play, ambayo huondoa usanidi wa mwongozo wa vigezo vya vifaa vya vifaa vya pembeni wakati inabadilishwa au kupanuliwa. Mfumo wa uendeshaji unaotumia kiwango hiki husanidi kiotomatiki vifaa vilivyounganishwa kupitia basi ya PCI bila mtumiaji kuingilia kati.
Uboreshaji wa mara kwa mara wa kadi za video ulisababisha ukweli kwamba vigezo vya kimwili vya basi la PCI vilikuwa vya kutosha, ambayo ilisababisha kuonekana kwa AGP mwaka wa 1996. Hadi 1997 mfumo mdogo wa michoro ilipakia sana basi la PCI. Kutolewa kwa AGP (Bandari ya Picha Iliyoharakishwa) pamoja na chipset ya Intel 440LX kulitumikia madhumuni mawili: kuongeza utendaji wa michoro na uondoe data ya picha kutoka kwa basi ya PCI. Kwa kuwa maelezo ya picha yalianza kusambazwa juu ya "basi" lingine, basi la PCI lililojaa kupita kiasi liliweza kuachiliwa kufanya kazi na vifaa vingine.
Kwenye ubao wa mama, bandari hii inapatikana katika fomu moja. Sio kimwili wala kimantiki inategemea PCI. Kiwango cha kwanza cha AGP 1.0 kilionekana mwaka wa 1997 shukrani kwa wahandisi wa Intel. Uainishaji huu uliendana na mzunguko wa saa wa 66 MHz. Toleo lililofuata, AGP 2.0, lilizaliwa mwaka wa 1998 na kasi ya uhamisho wa data ni 533 MB/sec (2x) na 1066 MB/sec (4x). Toleo la hivi punde la AGP lilikuwa AGPx8 (2004–2005). Njia kuu (ya msingi) ya AGP ni 1x. Katika hali hii, uhamisho wa data moja hutokea kwa kila mzunguko. Katika hali ya 2x, maambukizi ya data hutokea mara mbili kwa mzunguko, katika hali ya 4x, maambukizi ya data hutokea mara nne katika kila mzunguko, na kadhalika. Bandwidth ya AGP 1.0 ni biti 32. Mafanikio makubwa ya AGP ni kwamba vipimo hivi vinaruhusu ufikiaji wa haraka kwa RAM.
Hata hivyo, AGP ilikuwa tu hatua ya kwanza katika kupunguza mzigo kwenye basi la PCI. Tairi PCI Express, ambayo awali ilijulikana kama basi la pembejeo/towe la kizazi cha tatu (3rd Generation I/O, 3GIO), inakusudiwa kuchukua nafasi ya basi ya PCI na kuchukua jukumu la kuunganisha vipengee ndani ya kompyuta kwa miaka kumi ijayo.
Kuhusu gharama ya utekelezaji, basi mpya imeundwa kukidhi kiwango cha PCI au hata kuwa chini kuliko hiyo. Serial basi inahitaji idadi ndogo makondakta kwenye PCB, na kufanya muundo wa bodi kuwa rahisi na ufanisi zaidi kwani nafasi ya bure inaweza kutumika kwa vipengele vingine.
Basi hudumisha uoanifu wa PCI katika kiwango cha programu, kumaanisha mifumo iliyopo ya uendeshaji itaanza bila mabadiliko yoyote. Zaidi ya hayo, usanidi na madereva Vifaa vya PCI Express itaoana na chaguo zilizopo za PCI.
Moja ya vipengele vya kuvutia zaidi vya PCI Express ni uwezo wake wa kuongeza kasi kwa kutumia njia nyingi za upitishaji. Safu ya kimwili Inaauni upana wa basi X1, X2, X4, X8, X12, X16 na X32 mistari. Usambazaji juu ya mistari mingi ni wazi kwa tabaka zingine.
Kwa kuwa PCI Express hutoa kasi ya uhamishaji ya 200 MB/s hata kwa upana wa X1, basi ni kubwa sana. suluhisho la ufanisi kwa mujibu wa gharama/idadi ya anwani. Basi la PCI Express x16 huruhusu upitishaji wa GB 4/s katika kila mwelekeo (jumla ya upitishaji wa GB 8) kwa michoro, ambayo ni zaidi ya mara mbili ya upitishaji wa AGP 8X.
Kwa maneno mengine, vipimo vinaelezea aina kadhaa za viunganisho na viunganisho: PCI Express 1x, 4x, 8x, 16x. Ya kwanza ina ile inayoitwa Lane. Ya mwisho ni kati ya kumi na sita. Ipasavyo, matokeo ya kwanza ni 500 MB/s kwa pande zote mbili, na ya mwisho ni 8 GB/s (4 GB/s katika kila mwelekeo). Katika hali hii, vikundi vyote 20 vya Lane vinavyopatikana vinaweza kusambazwa nasibu kati ya viunganishi 1x, 4x, 8x na 16x. Nafasi hizo zinaendana kutoka chini kwenda juu, ambayo ni, kadi ya PCI Express 1x inaweza kuingizwa kwenye slot ya PCI Express 4x, 8x, au 16x. Lakini si kinyume chake. Inabakia kuongeza kuwa Kompyuta za mezani hutumia mabasi 1x na 16x. Unapaswa pia kuzingatia kupunguzwa kwa saizi ya PCI Express ikilinganishwa na PCI pekee. Washa hatua za awali PCI Express iliundwa kuunganisha kadi za video, ambazo zilikuwa ghali kabisa ($ 400 au zaidi). Hivi sasa, kadi za video za bei ya chini na ya kati za basi la PCI Express zimepatikana. Na watengenezaji wa vifaa vingine vya kompyuta wanaanza kukuza vifaa vipya vya basi hili. Na kama inavyoonyeshwa katika utabiri, kwa angalau miaka 10, basi ya PCI Express itakuwa moja kuu ya kuunganisha vifaa vya ndani vya PC na polepole itapunguza basi ya PCI.
Chipset
Kama unaweza kuona tayari kutoka kwa mfano wa mfumo na mabasi ya ndani, ubao wa mama ni kifaa ngumu na inajumuisha sehemu muhimu inayofuata - chipset. Tabia zote kuu za ubao wa mama, na kwa hiyo mfumo wa kompyuta uliojengwa kwa misingi yake, hutegemea moja kwa moja kwenye chipset.
Chipset ni msingi wa ubao wowote wa mama. Kwa kweli, utendaji wa ubao wa mama na utendaji wake ni 90% imedhamiriwa na chipset, ambayo huamua aina ya processor inayoungwa mkono, aina ya kumbukumbu, na pia. utendakazi kwa kuunganisha vifaa vya pembeni.
Chipset ni seti ya chips mantiki ya mfumo(iliyofupishwa kama NMS au MSL). Inajulikana kuwa kompyuta ya kibinafsi ina idadi ya vifaa ambavyo kwa njia fulani vimeunganishwa kwenye ubao wa mama na vinahusika katika kupokea, kusindika na kusambaza habari yoyote. Chipsets ni wajibu wa shirika la kimantiki la kazi hii yote. Katika vizazi vya kwanza vya Kompyuta, wakati NMS haikuwepo, bodi za mama zilibeba hadi microcircuits mia ambazo ziliwajibika kwa shirika la kimantiki la uendeshaji wa vifaa vya mtu binafsi, ambayo ilikuwa ngumu sana. Hapa kuna baadhi yao: vidhibiti vya kukatiza, kidhibiti cha ufikiaji wa moja kwa moja, kidhibiti cha kibodi, saa, kipima saa cha mfumo, kidhibiti basi, na kadhalika na kadhalika. Hali hii ilikuwepo hadi 1986, wakati Chip na Technologies ilipendekeza suluhisho la kweli la mapinduzi. Chip iliitwa 82C206 na ikawa sehemu kuu ya chipset ya mantiki ya mfumo. Alifanya kazi zifuatazo:
Mdhibiti wa basi;
Jenereta ya saa;
Kipima saa cha mfumo;
Kidhibiti cha kukatiza;
Kidhibiti cha Ufikiaji wa Kumbukumbu ya moja kwa moja;
Pamoja na ujio wa processor ya i80486, chipsi za kibinafsi zilianza kuunganishwa kuwa chipsi moja au mbili kubwa, ambazo ziliitwa chipset. Kwa tafsiri halisi, chipset inamaanisha "seti ya chip." Chipset, pia huitwa seti ya mantiki ya mfumo, ni moja au mara nyingi mikroketi mbili (chips) iliyoundwa kupanga mwingiliano kati ya kichakataji, kumbukumbu, bandari za I/O na vifaa vingine vya kompyuta.
Pamoja na ujio wa basi ya PCI, chipset za mtu binafsi zilianza kuitwa madaraja - hivi ndivyo maneno yaliyowekwa yalionekana: Bridge ya Kaskazini na Daraja la Kusini la chipset, na daraja la kaskazini lililounganishwa moja kwa moja na processor, na daraja la kusini hadi kaskazini. Katika baadhi ya matukio, wazalishaji huchanganya madaraja ya kaskazini na kusini kwenye chip moja, na suluhisho hili linaitwa suluhisho la chip moja, na ikiwa kuna chips mbili, basi ni mzunguko wa daraja mbili.
Daraja la kaskazini la chipset kawaida hujumuisha kidhibiti cha RAM (isipokuwa chipsets za vichakataji vilivyo na usanifu wa AMD64), kidhibiti cha basi cha picha (AGP au PCI Express x16), kiolesura cha mwingiliano na daraja la kusini, na kiolesura cha mwingiliano na mchakataji. Katika baadhi ya matukio, daraja la kaskazini la chipset linaweza kuwa na njia za ziada za PCI Express x1 ili kupanga mwingiliano na kadi za upanuzi ambazo zina kiolesura kinachofaa.
Daraja la kusini la chipset lina jukumu la kuandaa mwingiliano na vifaa vya I/O. Daraja la Kusini lina vidhibiti ngumu anatoa (SATA na/au PATA), kidhibiti cha USB, Kidhibiti cha Mtandao, PCI basi na kidhibiti basi cha PCI-Express, kidhibiti cha kukatiza na kidhibiti cha DMA. Pia kawaida hujengwa kwenye daraja la kusini kidhibiti sauti, na katika kesi hii bado unahitaji chip ya codec nje ya chipset. Kwa kuongeza, daraja la kusini linaunganisha na chips mbili muhimu zaidi kwenye ubao wa mama: chip ya kumbukumbu ya BIOS ROM na Chip Super I / O, ambayo inawajibika kwa bandari za serial na sambamba na gari la floppy.
Ili kuunganisha madaraja ya kaskazini na kusini kwa kila mmoja, basi maalum ya kujitolea hutumiwa, na wazalishaji tofauti Wanatumia mabasi tofauti (yenye bandwidth tofauti) kwa hili:
Intel-DMI (Kiolesura cha Midia ya Moja kwa moja),
· VIA Technologies (mtengenezaji mkuu wa wasindikaji wa AMD)-V-Link;
· SiS (Shirika la Mfumo wa Silicon Integrated) - MuTIOL;
· ATI-HyperTransport, PCI Express;
· NVIDIA-HyperTransport.
Kama sheria, jina la chipset linaambatana na jina la daraja la kaskazini, ingawa ni sahihi zaidi kuashiria mchanganyiko wa madaraja ya kaskazini na kusini, kwani katika hali nyingi daraja sawa la kaskazini la chipset linaweza kuunganishwa na tofauti. matoleo ya madaraja ya kusini.
Uchaguzi wa chipsets leo ni kubwa sana. Na ikiwa wasindikaji huzalishwa na makampuni mawili tu - Intel na AMD - basi chipsets hutolewa na Intel, VIA, SiS, NVIDIA, ATI, na ULi.
Hebu tuangalie baadhi ya vipengele vya chipsets za kisasa za Intel. Leo Kampuni ya Intel hutoa aina tofauti za chipsets kwa wasindikaji Intel Pentium D, Intel Pentium 4 na Intel Celeron D. Mwaka 2004–2005 Intel 915, familia ya Intel 925 ilitumiwa, na mwaka wa 2006 - Intel 945. Pamoja na wasindikaji wapya wa Intel Pentium Toleo Lililokithiri 8xx na Intel Pentium D, Intel pia ilianzisha chipset mpya ya Intel 955X Express (iliyopewa jina Glenwood). Chipset zote zilizo na alama zimeundwa kwa ajili ya kifurushi cha LGA775 microprocessor.
Chipset ya Intel 955X Express leo ndiyo mtindo wa zamani na mwendelezo wa kimantiki wa chipsets Mfululizo wa Intel 945, Intel 925X Express. Inaweza kutumia kichakataji cha 8xx cha Intel Pentium Extreme Edition cha mbili-msingi chenye 800 MHz FSB au processor moja ya msingi Toleo la Intel Pentium 4 Uliokithiri lenye mzunguko wa FSB 1066 MHz na vichakataji vya kawaida vya Intel Pentium 4. Kichakataji cha Intel Pentium D kimewekwa na chipset ya Intel 945X Express. Sasa hebu tuorodhe sifa kuu za seti ya mfumo Intel mantiki 955X Express (Kielelezo 10) ikilinganishwa na mfululizo uliopita.
Mdhibiti wa kumbukumbu wa chipset hii inasaidia kumbukumbu ya DDR2-667 hali ya idhaa mbili, na basi ya kumbukumbu ina bandwidth ya 8.5 GB / s. Kwa jumla, hadi 8 GB ya kumbukumbu inasaidiwa, na usaidizi wa kumbukumbu ya ECC unatekelezwa. Kwa kuongeza, mtawala wa kumbukumbu hutumia teknolojia ya Uboreshaji wa Kumbukumbu ya Utendaji.
Kwa uoanifu na vichakata vya Intel Pentium 4 Extreme Edition, masafa ya FSB yanaweza kuwa 800 au 1066 MHz. Kipengele cha daraja la kaskazini la chipset ya Intel 955X Express pia ni msaada kwa mabasi mawili ya picha na daraja la nje linalotoa mbili za kimwili. Sehemu ya PCI Express x16. Daraja la kusini la chipset ya ICH7 ni toleo jipya la kidhibiti kinachojulikana tayari cha ICH6 I/O. Vipengele vinavyofanya kazi ni pamoja na usaidizi wa kidhibiti cha SATA RAID cha njia nne, umbizo la sauti la Intel la njia nane Ufafanuzi wa Juu Sauti, basi la PCI na nafasi sita za basi za PCI Express x1.
Chipsets hutengenezwa kwa vizazi maalum vya wasindikaji na mifano maalum ya processor. Kwa mfano, makampuni ya VIA Technologies, NVIDIA, SiS kwa kiasi kikubwa huendeleza chipsets kwa wasindikaji wa AMD. Na Intel, bila shaka, inafanya kazi kwenye mstari wake wa Pentium 4. Tabia kuu za chipsets za Intel zinaonyeshwa kwenye meza. 5. Kama unaweza kuona, aina ya mtindo wa zamani zaidi fursa kubwa utendaji na utendaji hujengwa ndani yao. Msaada kwa mabasi ya mwendo wa kasi (FSB 800/1066 MHz), soketi ya kisasa ya processor (LGA 775), haraka na uwezo mkubwa kumbukumbu (DDR2), kuongezeka kwa idadi ya bandari za USB, interfaces ya gari ngumu ya kasi (SATA II) na wengine.
Mchele. 10. Mpango wa muundo Chipset ya Intel 955X Express
BIOS (Mfumo wa Msingi wa Kuingiza/Pato - mfumo wa msingi wa pembejeo/towe) umejengwa ndani ya kompyuta kwenye chip. programu, ambayo inapatikana kwake katika hatua ya kwanza bila kupata diski. Ni seti ya programu za kujaribu na kudumisha vifaa vya kompyuta, haswa zile muhimu kwa kudhibiti kibodi, kadi ya video, diski, bandari na kinachojulikana kama "baridi" boot) na kuweka upya ("moto") ya bodi ya mfumo, hujaribu bodi yenyewe na vitengo kuu vya kompyuta - adapta ya video , keyboard, vidhibiti vya disk na bandari za I / O, husanidi chipset na uhamisho wa udhibiti kwenye bootloader ya mfumo wa uendeshaji. Sampuli ya chip ya BIOS imeonyeshwa kwenye Mtini. kumi na moja.
Mchele. 11. Chip ya BIOS ya Kampuni Megatrends ya Marekani Inc (AMI).
Jedwali 5
Tabia kuu za chipsets za Intel microprocessors
Kwa kweli, BIOS ni seti ya viendeshi (dereva ni programu ya kudhibiti kifaa) ambayo inahakikisha mfumo unafanya kazi wakati kompyuta inapoanza au inapoingizwa. hali salama. Unapowasha nguvu ya kompyuta hata kabla ya kupakia mfumo wa uendeshaji, unaweza kuidhibiti kutoka kwenye kibodi na kuona vitendo vyote kwenye kufuatilia. Kwa kuongeza, ikiwa uanzishaji hutokea katika hali salama, basi madereva ya mfumo wa uendeshaji yanaachwa na madereva ya BIOS tu yanabaki kufanya kazi.
Wakati wa kufanya kazi chini ya vyumba vya uendeshaji Mifumo ya DOS na Windows 9x BIOS pia ilidhibiti vifaa kuu, ambayo ni, ilifanya kazi kama mpatanishi kati ya mfumo wa uendeshaji na vifaa vya kompyuta. Wakati wa kufanya kazi chini ya Windows NT/2000/XP, aina za UNIX, OS/2 na mifumo mingine mbadala ya uendeshaji, BIOS haitumiki, inafanya ukaguzi wa awali tu na usanidi.
BIOS ina sehemu zifuatazo:
1. POST (Power On Self Test) - programu inayohusika na kupima vifaa vya kompyuta wakati nguvu imewashwa.
2. Kuweka Mfumo - mpango wa kuanzisha mfumo.
3. Seti ya mipango ya kudhibiti uendeshaji wa vifaa vya PC.
BIOS, kwa ujumla, ni ya kipekee kwa kila mfano wa bodi ya mama ya kompyuta, ambayo ni, inaendelezwa kwa kuzingatia vipengele vya uendeshaji wa mchanganyiko huo wa vifaa ambavyo ni kawaida kwa mfano huu.
BIOS ya bodi za mama za kisasa mara nyingi hutengenezwa na moja ya makampuni maalumu katika hili - Tuzo Programu (ambayo ilipata Teknolojia ya Phoenix, mmoja wa watengenezaji maarufu wa BIOS hapo awali), American Megatrends Inc. ( AMI), Utafiti wa Microid. Hivi sasa maarufu zaidi ni Tuzo BIOS. Watengenezaji wengine wa ubao wa mama - Intel, IBM au Acer - huendeleza BIOS kwa bodi zao wenyewe. Wanapanua kwa kiasi kikubwa anuwai ya mipangilio au (kama ilivyo kwa Intel), kinyume chake, kupunguza idadi ya mipangilio kwa kiwango cha chini tu kinachohitajika.
Hapo awali, BIOS ilikuwa kwenye chip ya ROM (kumbukumbu ya kusoma tu) iko kwenye ubao wa mama wa kompyuta. Teknolojia hii inaruhusu BIOS kupatikana kila wakati licha ya uharibifu, k.m. mfumo wa diski. Pia inaruhusu kompyuta boot kutoka kwa vyombo vingine vya habari yenyewe. Kwa sababu RAM inapatikana kwa kasi zaidi kuliko ROM, watengenezaji wa kompyuta wametengeneza mifumo ili kompyuta inapowashwa, BIOS inakiliwa kutoka ROM hadi RAM. Sehemu ya kumbukumbu inayohusika inaitwa kumbukumbu ya kivuli.
Kwa yote bodi za kisasa BIOS imehifadhiwa katika ROM ya umeme inayoweza kupangwa (Flash ROM), ambayo inaruhusu BIOS flashing kutumia bodi yenyewe kwa kutumia programu maalum. Hii inakuwezesha kurekebisha makosa ya kiwanda katika BIOS, kubadilisha mipangilio ya kiwanda, kufanya mabadiliko mengine, kusasisha BIOS kwa bodi mpya za mama au vipengele vya kompyuta.
Hata hivyo, pamoja na faida dhahiri, teknolojia hii pia ina udhaifu. Kwa mfano, kwa sasa kuna kikundi cha virusi ambacho, kwa kutumia uwezo wa kubadilisha yaliyomo ya BIOS, kufuta au kuibadilisha na hivyo kufanya kompyuta isifanye kazi. Kwa sababu ya BIOS isiyo sahihi au haipo, kompyuta inakataa boot. Hali hii inaweza tu kusahihishwa kwenye kituo cha huduma, ambapo toleo la awali la BIOS litaandikwa kwa Chip ROM ya Flash katika kifaa maalum - programu. Kwa mfano, virusi maarufu Chernobyl, ambayo ilitokea Aprili 26, 1999, iliharibu mamilioni ya BIOS duniani kote. Baada ya janga hili, wazalishaji wengine walianza kusambaza bodi zao mbili nakala za BIOS. Ikiwa nakala ya msingi imeharibiwa, yaliyomo kwenye chipu chelezo hupakiwa. Walakini, bodi kama hizo ni nadra sana.
BIOS huhifadhi mipangilio yake katika kinachojulikana kama RAM ya CMOS. RAM ya CMOS inaitwa hivyo kwa sababu inategemea miundo ya CMOS (CMOS - Complementary Metal Oxide Semiconductor), ambayo ina sifa ya matumizi ya chini ya nguvu. Kumbukumbu ya CMOS haina tete kwa sababu inaendeshwa kila mara na betri iliyoko kwenye ubao mama. Wakati kompyuta imewashwa, RAM ya CMOS inaendeshwa na usambazaji wa nguvu wa kompyuta. Matumizi ya nguvu ya CMOS RAM ni ya chini sana hata wakati kompyuta imezimwa na kukosa betri yaliyomo yake yanaweza kuhifadhiwa kwa zaidi ya siku moja tu kutokana na malipo ya mabaki kwenye capacitors ya usambazaji wa umeme.
CMOS RAM huhifadhi habari kuhusu usomaji wa saa ya sasa, wakati wa kengele, usanidi wa kompyuta: kiasi cha kumbukumbu, aina za viendeshi, nk. Ikiwa chip ya RAM ya CMOS imeharibiwa (au betri au betri iko chini), BIOS ina uwezo wa kutumia. mipangilio ya chaguo-msingi.
Kanuni ya jumla ambayo inapaswa kufuatiwa ni: ikiwa kompyuta inafanya kazi kwa utulivu na hakuna upungufu katika uendeshaji wake kuhusiana na BIOS umetambuliwa, basi hupaswi kusasisha BIOS.
Hata hivyo, kuna hali wakati uppdatering BIOS ni muhimu. Kawaida hii ni kutolewa kwa processor mpya, msaada ambao haukujumuishwa katika toleo la awali. Kabla ya kusakinisha toleo jipya, unahitaji kwenda kwenye tovuti msaada wa kiufundi mtengenezaji wa bodi ya mama, soma vipimo vya toleo jipya la BIOS na, ikiwa ni lazima, uipakue, uhakikishe kuwa toleo hili linasahihisha hasa mapungufu ambayo yalitambuliwa kwenye kompyuta yako.
Unapowasha kompyuta, nguvu hutolewa kwa processor na "inaamka". Amri za kwanza zilizosomwa na processor ni maagizo kutoka kwa chip ya BIOS (chips za ubao wa mama hutunza hili). Ya kwanza kukimbia ni POST, programu ya kujijaribu. POST hufanya hatua zifuatazo:
· kuanzisha rasilimali za mfumo na rejista za chipset, mfumo wa usimamizi wa nguvu;
· huamua kiasi cha kumbukumbu ya ufikiaji bila mpangilio (RAM) na kuipima;
· kuanzisha adapta ya video;
· kuwasha kibodi;
· hujaribu bandari za serial na sambamba;
· huanzisha vidhibiti vya diski na vidhibiti vya diski;
· huonyesha muhtasari wa taarifa za mfumo.
Vitendo hivi vyote vinaonyeshwa kwa ufupi kwenye skrini ya kufuatilia (katika nyeusi na nyeupe) na inaweza kufuatiliwa na hata kuchambuliwa kwa kushinikiza kitufe cha "Sitisha".
Inaendelea Uendeshaji wa BIOS Inalinganisha data ya sasa ya usanidi wa mfumo na taarifa iliyohifadhiwa katika CMOS na kuisasisha inapohitajika. Ikiwa kushindwa hutokea wakati wa hatua yoyote, BIOS inajulisha kuhusu hili na ujumbe kwenye skrini ya kufuatilia, na ikiwa hii haiwezekani (kwa mfano, adapta ya video bado haijaanzishwa), inaonyesha. ishara za sauti kupitia msemaji wa mfumo. Idadi ya milio inalingana na misimbo ya makosa, ambayo inaweza kupatikana katika nyaraka. Baadhi ya vibao vya mama vina kiashiria cha kioo kioevu ambacho huonyesha hatua za majaribio ya POST na misimbo ya hitilafu ambayo imetokea.
Baada ya kazi zote za POST kukamilika, BIOS huanza kutafuta programu ya bootloader. Matoleo ya kisasa BIOS inakuwezesha boot mfumo wa uendeshaji si tu kutoka kwa anatoa floppy na anatoa ngumu, lakini pia kutoka Hifadhi ya CD-ROM, vifaa vya ZIP au viendeshi vya Flash. Programu ya boot loader kawaida iko katika sekta ya kwanza ya disk (gari ngumu) ambayo mfumo wa uendeshaji iko. Mpangilio ambao diski hutafutwa wakati wa kutafuta kipakiaji cha boot imebainishwa Mipangilio ya BIOS. Ikiwa bootloader inapatikana, imewekwa kwenye kumbukumbu na udhibiti huhamishiwa kwake. Baada ya hayo, hupata na huweka kwenye kumbukumbu kipakiaji halisi cha mfumo wa uendeshaji, ambacho hupakia, kuanzisha, na kusanidi mfumo wa uendeshaji na madereva ya kifaa. Na hatimaye, mfumo wa uendeshaji unapopakiwa, udhibiti wote huhamishiwa kwenye Windows OS, na kisha programu nyingine zinazinduliwa, hasa kutoka kwa folda ya Mwanzo.
Kama ilivyoelezwa hapo awali, katika mifumo inayoendesha DOS au Windows 9x, BIOS inachukua jukumu la kusimamia vifaa vya PC na hutumika kama mpatanishi kati ya mfumo wa uendeshaji na vifaa.
BIOS inatekeleza kazi zake kupitia mfumo wa kukatiza programu. Kukatizwa kwa programu husababisha microprocessor kusitisha kazi ya sasa na kuanza kutekeleza utaratibu wa kukatiza.
Tatizo la BIOS Tatizo ni kwamba kwa idadi ndogo ya subroutines haiwezekani kufunika kikamilifu mahitaji yote ya programu na vipengele vyote vya uendeshaji wa vifaa. Kwa hivyo, kutumia mifumo ya BIOS sio jambo zuri kila wakati. Hasa, taratibu hizi hutekeleza baadhi ya kazi za kompyuta polepole sana. Jambo lingine hasi ni kwamba BIOS haikuruhusu kutumia kikamilifu uwezo wa vifaa vilivyopo, kwa mfano, uwezo wake ambao ulitekelezwa baada ya BIOS kuandikwa. Kwa hiyo, mifumo yote ya kisasa ya uendeshaji, kuwa na mfumo wa maendeleo ya kuchunguza, kusanidi na kufanya kazi na vifaa vya kompyuta kwa njia ya madereva, usitumie huduma za BIOS.
Katika siku zijazo, idadi ya wazalishaji wa bodi ya mama wanakusudia kuacha matumizi ya BIOS. Kwa mfano, Intel inakuza teknolojia kadhaa ambazo zitasambaza tena kazi za BIOS kati ya chipset na upanuzi wa mfumo wa uendeshaji na kuondokana na sehemu ya zamani zaidi ya PC.
Jina kamili la BIOS ni ROM BIOS (Soma Pembejeo/Mfumo wa Pato la Kumbukumbu pekee). Katika hatua za awali za maendeleo ya kompyuta za kibinafsi, BIOS iliitwa kwa ufupi ROM (Kumbukumbu ya Kusoma Tu). ROM ni kiungo cha kuunganisha kati ya mfumo wa uendeshaji na vifaa. Ikiwa hapakuwa na ROM BIOS, mfumo wa uendeshaji ungekuwa umefungwa kwenye vifaa (kama ilivyokuwa kwa karibu mifano yote ya kompyuta ndogo) na itategemea kabisa. Kwa kuwa mifumo ya uendeshaji ina interface moja ya kufanya kazi na vifaa mbalimbali, matatizo na kutofautiana kati ya vifaa na programu, kama sheria, haifanyiki, kwani BIOS iko kati yao. Tukumbuke hilo ndani ulimwengu wa kompyuta Kulingana na istilahi inayokubalika, maunzi ni sehemu ya maunzi ya kompyuta, na programu ni programu. Yote hii inaweza kuonekana kama hii (Mchoro 12):
Mchele. 12. Jukumu la BIOS katika kuunda vifaa vya umoja na programu tata
Kila ubao wa mama una chip ya BIOS, ambayo kuna aina nne:
1. ROM (Kumbukumbu ya Kusoma Pekee) au ROM;
2. PROM (Programmable ROM) au PROM (Programmable ROM);
3. EPROM (Erasable PROM) au EPROM (Erasable PROM);
4. EEPROM (Electrically EPROM) au EEPROM (Electronic - Erasable EPROM), jina la pili ni flash ROM.
ROM. ROM za kwanza zilikuwa matrix ambayo msimbo wa programu ulichomwa. Tumbo lilikuwa kioo cha silicon. Haikuwezekana kubatilisha data. Teknolojia hii haikuchukua muda mrefu sana.
PROM. Mwishoni mwa miaka ya 70 kampuni hiyo Vyombo vya Texas ilitengeneza ROM ya kwanza inayoweza kupangwa. PROM ya kwanza ilikuwa na uwezo wa hadi MB 2. Kuandika kwa chip ya PROM kunaweza kufanywa mara moja. Lakini tofauti na ROM, PROM inaweza kupangwa nyumbani. Ulichohitaji kufanya ni kununua IC mpya na kuwa na kifaa cha kupanga programu nyumbani kilichounganishwa kwenye kompyuta yako. Chips za PROM zilikuwa na zao nambari za kitambulisho ambayo iliwezekana kuamua aina ya PROM na kiasi katika KB.
EPROM Microcircuits mpya zilikuwa na dirisha la quartz, ambalo lilikuwa ghali kabisa. Kupitia dirisha, chini ya ushawishi wa mionzi ya ultraviolet, mmenyuko wa kemikali ulitokea ambao ulirejesha seli. Ili kufuta habari iliyorekodiwa, ilitumiwa kifaa maalum. Kwa upande wa vigezo vya kimwili na kazi, chipsi za EPROM hazikuwa tofauti sana na PROM.
EEPROM Faida kuu ya chips hizi ni kwamba kupanga upya hauhitaji kuwaondoa kwenye ubao wa mama na hauhitaji vifaa vya ziada. Tangu 1994, karibu bodi zote za mama zimekuwa na ROM ya flash, na wakati huu Hutapata BIOS nyingine kwenye ubao wa mama wa kisasa.
