Внутренние шины передачи информации

Внутренние шины передачи информации

Общая шина, наряду с центральным процессором и запоминающим устройством, во многом определяет производительность работы компьютера, так как обеспечивает обмен информацией между функциональными узлами. Общая шина делится на три отдельные шины по типу передаваемой информации: шина адреса, шина данных, шина управления. Каждая шина характеризуется шириной — числом параллельных проводников для передачи информации. Другим важным параметром шины является тактовая частота шины — это частота, на которой работает контроллер шины при формировании циклов передачи информации.

Шина адреса предназначена для передачи адреса ячейки памяти или порта ввода-вывода. Ширина шины адреса определяет максимальное количество ячеек, которое она может напрямую адресо-
вать. Если ширина шины адреса равна я, то количество адресуемой памяти равно 2".

Шина данных предназначена для передачи команд и данных, и ее ширина во многом определяет информационную пропускную способность общей шины. В современных компьютерах ширина шины
данных составляет 32—64.

Шина управления включает в себя все линии, которые обеспечивают работу общей шины. Ее ширина зависит от типа шины и определяется алгоритмом ее работы или, как говорят, протоколом
работы шины. Протокол работы шины состоит из нескольких циклов и выполняется контроллером шины, расположенным внутри процессора, или отдельным контроллером шины .

Приведем примерный протокол работы системной шины. Первый такт работы шины инициируется процессором, когда ему требуется произвести обмен информации с каким-либо устройством.
Процессор выставляет на шину адреса адрес порта внешнего устройства или ячейки памяти и устанавливает управляющие сигналы, показывающие, какой тип обмена и с каким устройством или памятью он собирается произвести. На втором такте работы процессор ожидает от устройства сигнала о его готовности к приему или передаче информации. Второй такт может повторяться бесконечное число раз, пока не будет получен сигнал о готовности устройства. На третьем такте процессор выставляет на шину данных передаваемую информацию при записи или открывает шину данных для приема информации. На четвертом такте происходит обмен информацией, и работа протокола передачи заканчивается.

Несмотря на то, что производители компьютеров постоянно предлагают новые варианты протоколов работы общих шин, которые обеспечивают более высокую производительность операций об-
мена информацией, ее пропускная способность оказывается недостаточной для обеспечения данными таких высокопроизводительных функциональных узлов, как центральный процессор, и некоторых внешних устройств, таких, например, как видеоподсистема с высоким качеством отображения. Поэтому разработчики предлагают включать в состав компьютера дополнительные шины, связывающих напрямую центральный процессор и отдельные наиболее быстродействующие устройства. Такие шины получили название локальных шин.
Ниже приведены обозначения и основные характеристики общих и локальных шин, применяемых в персональных компьютерах фирмы IBM .

Общая шина PCI ( Peripheral Component Interconnect ) применяется в настольных компьютерах, в настоящее время используются модификации PCI 2.1-3.0, PCI 64/66, PCI - X . Тактовая частота контроллера этой шины 33,33 МГц или 66,66 МГц. Ширина шины 32 или 64 бита, шина мультиплексированная (адрес и данные передаются по одним и тем же линиям). Пиковая пропускная способность шины 533 Мбайт/С.

Общая шина PCMCIA ( Personal Computer Memory Card Inter -national Association ) применяется в переносных компьютерах класса ноутбук и имеет параметры, сравнимые с параметрами шины PCI .

Локальная шина для подключения видеоконтроллера AGP ( Acce -lerated Graphics Port ) позволяет организовать непосредственную связь видеоконтроллера и оперативного запоминающего устройства. Она ориентирована на массовую передачу видеоданных. Имеет конвейерную организацию выполнения операций чтения/записи, что позволяет избежать задержек при обращении к модулям памяти. За один такт работы может передать два, четыре или восемь блоков данных, в зависимости от установленного режима работы. При установке режима параллельной передачи восьми блоков обеспечивает пиковую скорость передачи 2112 Мбайт/С. В настоящее время для увеличения производительности видеосистемы разработана новая более быстрая и прогрессивная шина PCI Express ,

Предмет: