Magistrale systemowe

Dariusz Chaberski

Magistrale systemowe

§ ISA (ang. Industry Standard Architecture)

+ rodzaje

3 8 bitów - komputery klasy IBM XT

3 16 bitów - komputery klasy IBM AT

2

Magistrale systemowe

§ ISA - patametry

+ 8 bitowa

3 szerokość szyny - 8 bitów

· ilość kontaktów 62

· napięcia zasilające - +5 V, -5 V, +12 V, -12 V

· częstotliwość pracy 4.77 MHz (1 MB/s)

3 16 bitowa

· kompatybilna z magistralną ISA 8 bitową

· szerokość szyny 16 bitów

· ilość kontaktów 98

· napięcia zasilające - +5 V, -5 V, +12 V, -12 V

· częstotliwość pracy 8.33 MHz (2 MB/s)

3

Magistrale systemowe

§ magistrala ISA na tle magistrali PCI

4

Magistrale systemowe

§ przykład karty rozszerzeń wykorzystującej magistarlę ISA 16-to bitową

5

Magistrale systemowe

§ EISA (Extended ISA) - charakterystyka

+ zaprojektowana dla 32 bitowych komputerów 386 (DX)

+ prędkość tarnsmisji do 33 MB/s

+ częstotliwość pracy taka jak ISA (8.33 MHz, kompatybilność)

+ szerokość magistrali danych 32 bity

+ obsługa standardu Plug & Play

6

ISA - PNP

7

Magistrale systemowe

§ EISA - złącze

8

Magistrale systemowe

§ EISA - złącze

9

Magistrale systemowe

§ VESA (ang. Video Electronics Standards Association) Local Bus, rok 1992

+ 32 bitowa szyna danych

+ rozszerzenie magistrali ISA w postaci dodatkowego złącza

+ główne zastosowanie karty graficzne i kontrolery wejścia/wyjścia

+ częstotliwość pracy równa jest częstotliwości pracy procesora (wada)

10

Magistrale systemowe

§ VESA - dodatkowe złącze

11

Magistrale systemowe

§ VESA - widok złącza

12

Magistrale systemowe

§ VESA - karta graficzna wykorzystująca złącze VESA

13

Magistrale systemowe

§ PCI (ang. Peripheral Component Interconnect)

+ PCI 2.0 - rok 1993, 32 bity, 33 MHz, 133 MB/s, 5 V (12 V, -12 V, -5 V)

+ PCI 2.1 - rok 1994, 64 bity, 66 MHz, 533 MB/s, 5 V (12 V, -12 V, -5 V)

+ PCI 2.2 - rok 1999, 64 bity, 66 MHz, 533 MB/s, 5/3.3 V (12 V, -12 V, -5/3.3 V)

+ PCI 2.2 - rok 1999, 64 bity, 66 MHz, 533 MB/s, 3.3 V (12 V, -12 V, -3.3 V)

14

Magistrale systemowe

§ złącza magistrali PCI

15

Magistrale systemowe

§ sygnały magistrali PCI

16

Magistrale systemowe

§ przykład operacji odczytu na magistrali PCI

17

Komendy magistrali

18

Przestrzeń konfiguracyjna

19

Magistrale systemowe

§ AGP (ang. Accelerated/Advanced Graphics Port)

+ zoptymalizowana magistrala PCI zaprojektowana do przesyłania dużych ilości danych pomiędzy

pamięcią komputera a pamięcią karty graficznej

+ z punktu widzenia programu dodatkowa magistrala PCI

+ rodzaje

3 AGP 1x - 32 bity, 66 MHz, 266 MB/s, 5/3.3 V

3 AGP 2x - 32 bity, 66 MHz, 533 MB/s, 5/3.3 V, (podwójna przepływność - dwa przesłania

na okres zegara taktującego)

3 AGP 4x - 32 bity, 66 MHz, 1066 MB/s, 1.5 V

3 AGP 8x - 32 bity, 66 MHz, 2133 MB/s, 0.8 V

20

Magistrale systemowe

§ PCI-X (ang. PCI eXtended)

+ rozszerzenie magistrali PCI o dodatkowe złącze

+ magistrala 64 bitowa

+ rodzaje

3 PCI-X 1.0 - rok 1999, 64 bity, 133 MHz, 1066 MB/s, 3.3 V

3 PCI-X 2.0 - rok 2002, 64 bity, 533 MHz, 4.26 GB/s, 3.3/1.5 V

3 PCI-X 3.0 - rok 2003, 64 bity, 1066 MHz, 7.95 GB/s, 3.3/1.5 V

21

Magistrale systemowe

§ magistrale (od góry) AGP, PCI, PCI-X

22

PCI-Express - 3GIO (ang. 3rd Generation I/O)

§ magistrala szeregowa

§ cel: zastąpić PCI oraz AGP

§ każde urządzenie jest podłączone bezpośrednio do kontrolera - urządzenia nie współdzielą zasobów

(pinów)

§ częstotliwośc pracy 2.5 GHz

§ możliwość przesyłania równolegle kilkoma kanałami dla zwiększenia przepustowości

§ przepustowość 250 MB/s (1 kanał), ..., (32 kanały - 8 GB/s)

§ transmisja full-duplex

23

PCI-Express - koncepcja skalowalności

§ PCI-Express x1 - 18 wyprowadzeń, ..., x16 - 82 wyprowadzenia

24

Pojedyncze połączenie LVDS

25

Wyprowadzenia 1x

SMCLK, SMDAT - System Management Bus

26

Wyprowadzenia 4x

27

Protokół transmisyjny

1-byte Start-of-Frame

2-byte Sequence Number

16 or 20-byte Header

0 to 4096-byte Data field

0 to 4-byte ECRC field - End-to-end Cyclic Redundancy Check (32 bity)

4-byte LCRC - Local Cyclic Redundancy Check (32 bity)

1-byte End-of Frame

28

Warstwy

29

Physical Layer

30

Zrównoleglenie przesyłania danych

31

Idea

32