Systémové sběrnice PC

1. Systémové sběrnice PC Kateřina Pásková 4.Z1

2. Co to je sběrnice? • Sběrnice tvoří spojovací systém počítače • Slouží ke komunikaci jednotlivých částí počítače • Je-li komunikace taktována hodinovými signály, jedná se o synchronní sběrnici

3. Definice sběrnice • Sběrnice je tvořena soustavou vodičů, budičů a přijímačů, které umožňují komunikaci mezi dvěma a více jednotkami pomocí datových, adresových, řídicích a stavových signálů.

4. Nejdůležitější parametry sběrnice • rychlost přenosu (množství přenesených dat za jednotku přenosu) • přístupová doba (doba čekání na přístup ke sběrnici) • doba odezvy připojeného zařízení • Chování připojeného zařízení (IN/OUT,R/W)

5. Paralelní sběrnice • Skládá se z několika desítek vodičů, které lze rozdělit do několika skupin. 1.datová část sběrnice – šířka (tzn. Počet vodičů) určuje, kolik dat lze přenést najednou 2. adresní část – šířka definuje max. velikost použitelné paměti 3. řídící část sběrnice

6. Řídící sběrnice • Typické vodiče: - memory write, memory read - I/O write, I/O read - transfer acknowledge - bus request, bus grant - clock

7. Vývoj sběrnic pro PC

8. Sběrnice PC bus • Od firmy IBM, pro počítače PC XT s procesorem 8086 • Celkem 62 vodičů • 8bitová datová část sběrnice, 20bitová adresová • 6 vodičů pro přerušení IRQ, 3 vodiče pro DMA • Centrálně řízená, frekvence až 8 MHz • Zařízení (rozšiřující karty) se připojují do tzv. slotů • Sloty zapojené paralelně, je tedy jedno, kam zařízení připojíme

9. Sběrnice ISA(Industry Standart Architecture) • Opět od IBM, uvedena v roce 1981 pro 80286 • Dalších 36 vodičů • 16bitová datová a 24bitová adresová směrnice • 8 MHz • Další 4 DMA kanály • Dalších 5 vodičů pro IRQ • Zpětná kompatibilita s PC bus (tzn. použitelnost starších karet)

10. Sloty sběrnic PC bus a ISA

11. Sběrnice MCA • Zavedena v roce 1987 firmou IBM pro počítače PS/2 • Nekompatibilní s ISA a EISA (viz dále) • 24 nebo 32bitová adresová sběrnice • 16 nebo 32bitová datová sběrnice • Frekvence až 10 MHz

12. EISA(Extended Industry Standard Architecture) • Rozšířená ISA, reakce 9 firem (např. Compaq, Epson, NEC, Olivetti) na MCA • Cíl: rychlejší sběrnice než ISA, ale kompatibilní • Datová i adresová část sběrnice mají 32 bitů • Z důvodu kompatibility s ISA pracuje na 8 MHz • Přenosová rychlost maximálně 32 MB/s • 62+36+59 vývodů

13. Rozmístění vývodů ISA a EISA

14. Sběrnice VL-BUS(VESA Local Bus) • Navržena v roce 1992 konsorciem VESA (Video Electronic Standards Association) pro počítačes procesorem 386 nebo 486 • 32bitová datová i adresová část sběrnice • Taktovaná frekvencí procesoru nebo podílem(1/2 nebo 1/3) – tedy 33–50 MHz • Přenosová rychlost kolem 132 MB/s • Na zákl. desce musí být i ISA • Závislá na typu procesoru (Intel) • Max. 3 připojená zařízení

15. Sběrnice PCI(Peripheral Component Interface) • Od firmy Intel pro procesory Pentium • 32bitová (pro 80486) nebo 64bitová (pro Pentium), 33 (až 66) MHz • Propustnost 132 až 528 MB/s • Podporuje busmastering (řízení sběrnice – stejně jako MCA a EISA, ne však VL-BUS), podporuje Plug and Play (automat. konfigurace) • Nezávislá na frekvenci procesoru

16. FSB(FrontSide Bus) • Sběrnice pro přístup procesoru do operační paměti • Frekvence 66–100–133 MHz • Systémy s procesory Athlon/Duron využívají obě hrany signálu (náběhovou i sestupnou) – efektivní frekvence je tedy 200 nebo 266 MHz • Systémy s Pentiem 4 přenášejí v jednom cyklu 4 B, efektivní frekvence je tedy 400 MHz • Sběrnice PCI a AGP bývají taktovány zlomkem frekvence FSB (1/2, 1/3, 2/3, …) • BackSide Bus je pak sběrnice, která slouží k propojení procesoru s vyrovnávací pamětí druhé úrovně (L2 cache)

17. AGP(Accelerated Graphics Port) • Sběrnice speciálně pro komunikaci s grafickou kartou • 32bitová, 66 MHz • Přenosová rychlost až 264 MB/s • Může pracovat přímo s operační pamětí • AGP 2× – využívá pro přenos dat náběhovou i sestupnou hranu taktovacího signálu • AGP 4× – přenos 16 B v jednom taktu (> 1 GB/s) • AGP 8× (nejnovější) – přenos 32 B v jednom taktu

18. Sloty ISA, PCI, AGP hnědý: AGP bílé: PCI černé: ISA