Popis sběrnic

1. Popis sběrnic Střední odborná škola Otrokovice Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je ing. Miroslav Hubáček. Dostupné z Metodického portálu www.rvp.cz, ISSN: 1802-4785, financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze. www.zlinskedumy.cz

2. Charakteristika 1 DUM

3. Náplň výuky Popis sběrnic Definice sběrnice Typy sběrnic Parametry sběrnic Realizace sběrnic

4. sběrnice – soustava vodičů, která umožňuje přenos signálů mezi jednotlivými částmi počítače • pomocí těchto vodičů mezi sebou jednotlivé části počítače komunikují a přenášejí data • systémová sběrnice – slouží k propojení systémových zařízení jako jsou procesor, cachepaměť, operační paměť, řadiče pamětí atd. • rozšiřující sběrnice – připojení zvukových a síťových karet, řadičů disků atd. • rozšiřující sběrnice a zapojovaná zařízení musí tedy splňovat určitá pravidla • pojem sběrnice je také chápán jako standard, dohoda o tom, jak připojit rozšiřující zřízení, která mohou pracovat ve standardním počítači Sběrnice

5. sběrnice (angl. bus) je skupina signálových vodičů, kterou lze rozdělit na skupiny řídících, adresových a datových vodičů v případě paralelní sběrnice, nebo sdílení dat a řízení na společném vodiči (případně vodičích) u sériových sběrnic Sběrnice Obr. 1: Paralelní sběrnice počítače

6. data lze po sběrnicích přenášet dvěma způsoby • paralelně • sériově • začínalo seu sériové komunikace • později se přecházelo na paralelní přenos • rychlejší je komunikace sériová při vyšší frekvenci přenosu • toho lze dosáhnout díky menšímu počtu vodičů • v praxi se využívá kombinace obou uvedených principů • více sériových současných toků • hovoříme o tzv. sériově paralelním přenosu dat Přenos dat po sběrnici

7. Podle způsobu práce a zapojení rozlišujeme několik základních typů sběrnic • synchronní sběrnice – pracující synchronně s procesorem počítače • platnost údajů na sběrnici jednoznačně určuje hodinový signál • tímto způsobem dnes pracuje převážná většina všech sběrnic • pseudosynchronnísběrnice – dovoluje zpozdit přenos údajů o určitý počet hodinových period • multimastersběrnice – jedná se o sběrnici, která může být řízena několika zařízeními, nejen procesorem. • lokální sběrnice – spočívá ve vytvoření technické podpory toho, že se náročné operace s daty realizují rychlou systémovou sběrnicí • o rozvoj lokálních sběrnic se nejvýrazněji zasloužili výrobci videokaret, pro něž byly dosavadní sběrnice pomalé Typy sběrnic

8. šířka přenosu • charakterizuje počet bitů, které lze zároveň po sběrnici přenést • jednotkou je bit • frekvence • maximální frekvence, se kterou může sběrnice pracovat • jednotkou je Herz • rychlost – propustnost • počet bytů přenesených za jednotku času • jednotkou je B/s • v případě modulární architektury počítače je sběrnice po mechanické stránce vybavena konektory uzpůsobenými pro připojení modulů Parametry sběrnic

9. byla navržena a vyrobena firmou IBM pro první počítače IBM PC a IBM PC/XT založené na procesoru 8088 • tento procesor byl 16bitový a měl 8bitovou datovou sběrnici • na PC busu jsou paralelně zapojeny jednotlivé konektory – sloty • pro přenos adresy je na sběrnici PC bus vymezeno 20 vodičů • sběrnice dále obsahuje vodiče pro určení • adresy paměti nebo V/V zařízení • zápisu nebo čtení • napájení +5 V, -5 V, + 12V a elektrickou zem • řídící signály – RESET, hodinové signály • přerušení • přímý přístup do paměti DMA Sběrnice PC bus

10. byla vyvinuta s příchodem procesoru 80286 • ISA dodržuje plnou zpětnou kompatibilitu s předešlou sběrnicí PC bus • kompatibility je dosaženo tak, že původní 62vodičová sběrnice se rozšířila o dalších 36 vodičů, vznikl tak nový 16bitový slot • sběrnice ISA má • šířku přenosu 16 bitů • 24bitovou adresovou sběrnici procesoru • další 4 vodiče pro přímý přístup • dalších 5 vodičů pro úrovně přerušení • vzhledem k velkému množství přídavných karet, je ISA používána společně s jiným typem sběrnice i v dnešních nejmodernějších počítačích Sběrnice ISA – AT bus

11. nový typ sběrnice vyvinutý pro počítače firmy IBM s označením IBM PS/2 • hlavním cílem IBM bylo zrychlit přenos dat uvnitř počítače • její nevýhodou je nekompatibilita s ISA • to bylo důvodem, proč se sběrnice MCA nerozšířila • sběrnice MCA pracuje s frekvencí 10 MHz a dovoluje přenášet data po 16 i 32 bitech • kromě toho má MCA i tzv. proudový režim, ve kterém dokáže současně přenášet 64 bitů • šířka adresové části je v závislosti na procesoru počítače 24 bitů nebo 32 bitů • MCA umožňuje softwarovou konfiguraci přídavných desek • slot sběrnice MCA má v 16bitové verzi 2x58 kontaktů Sběrnice MCA

12. byla vyrobena jako odpověď na sběrnici MCA • záměrem bylo poskytnout nejen vyšší výkon, ale hlavně kompatibilitu se sběrnicí ISA • EISA byla uvedena na trh v roce 1989 • základní vlastnosti • šířka toku dat je 32 bitů • šířka adresy je 32 bitů • umožňuje programové nastavování přídavných desek • pracuje s frekvencí 8 MHz – kompatibilita s ISA • slot sběrnice EISA má stejnou velikost jako slot ISA • má ještě 59 nových vývodů umístěných mezi starými vývody sběrnice ISA • tyto vývody zůstanou v případě zasunutí karty pro ISA sběrnici nezapojeny – zajištění kompatibility Sběrnice EISA

13. byla navržena v roce 1992 konsorciem VESA– Video Electronic Standards Association • jedná se o klasickou lokální sběrnici • šířka přenosu dat i adresy je 32 bitů • VL bus podporuje maximálně 3 přídavné sloty • čím vyšší je počet karet zasunutých na sběrnici VL bus, tím nižší je maximální frekvence přenosu dat • teoretická mez VL busu je 50 MHz • nejvyšší výkon má sběrnice VL bus v tzv. burst– souvislém režimu • adresa se v burst režimu vysílá pouze v prvním ze 4 bezprostředně následujících sběrnicových cyklů a v následujících třech se přenášejí jen data • konektor VL busu se nachází v jedné řadě za 16bitovým konektorem ISA a má 2x58 vývodů Sběrnice VL bus

14. Sběrnice PCI– PeripheralComponentInterconnectje zatím posledním typem sběrnice pro počítače PC • jedná se o rychlou sběrnici vyrobenou firmou Intel pro počítače s procesory Pentium • PCI již není klasickou lokální sběrnicí jako VL bus, ale je k systémové sběrnici připojena přes tzv. mezisběrnicovýmůstek • toto řešení s sebou nese následující výhody • možnost použití sběrnice PCI i v jiných počítačích než jsou PC • můstek dovoluje provádět přizpůsobování napěťových úrovní • sběrnice PCI je první sběrnicí s šířkou přenosu 64 bitů • využívá tak plně 64bitové datové sběrnice Pentia • maximální pracovní frekvence je 33 MHz • podobně jako VL bus i PCI umožňuje burstrežim • podporuje standard Plug and Play Sběrnice PCI

15. Kontrolní otázky: Definujte pojem sběrnice. Jak je hardwarově realizována sběrnice? Co to je slot? Jaké jsou hlavní parametry sběrnic? Vyjmenujte sběrnice používané v počítačích.

16. Seznam obrázků: Obr. 1: Sběrnice počítače. In: Funkční řešení počítače [online]. 2008 [vid. 12.8. 2013]. Dostupné z: http://damnum.kx.cz/listy/skola/20080311_seminarka/20080113_seminarka.html

17. Seznam použité literatury: [1] KRAS, R. Obsluha počítače pro začátečníky v kostce. Praha: FRAGMENT, 2004. ISBN 80-7200-589-8. [2] Sběrnice. In: Informatika [online]. 2012[cit. 12.8.2013]. dostupné z: http://www.fi.muni.cz/usr/pelikan/ARCHIT/TEXTY/BUS.HTML [3] Sběrnice. In: Wikipedia : the free encyclopedia[online]. 2012 [cit. 12.8.2013]. dostupné z: http://cs.wikipedia.org/wiki/Sb%C4%9Brnice [4] Slovní pojmů z výpočetní techniky. In:lfhk.cuni.cz/moodle2 [online].2012.[cit. 9. 8. 2013]. dostupné z: http://moodle.lfhk.cuni.cz/moodle2/mod/glossary/view.php?id=120

18. Děkuji za pozornost 