Предмет «Архитектура аппаратных средств» Лабораторная работа №13


Практическая работа №10
Моделирование передачи информации во внутренних шинах.
Шина (bus) — системная магистраль передачи данных внутри компьютера между его устройствами. Обычно выполняется в виде параллельных электрических проводов и соединений (линий), пригодных передавать высокочастотные цифровые сигналы. В персональном компьютере шина входит в состав системной (материнской) платы и обеспечивает обмен данными между процессором или оперативной памятью и контроллерами внешних устройств (клавиатуры, монитора, дисков и т.д.). Архитектура шин подразумевает свою иерархию (системная и локальные шины) и позволяет параллельно подключать к шине значительное число внешних устройств, обеспечивая обмен сигналами между ними. Управление процессом обмена сигналами через шины осуществляется контроллером шины, который выполняется в виде отдельной микросхемы или интегрируется в чипсет материнской платы. Все контроллеры внешних устройств, кроме размещенных непосредственно на системной плате, подключаются к микропроцессору через свободные разъемы (слоты) шины. На каждой шине имеются точки доступа (не менее трех), к которым могут подключаться устройства. Шина, связывающая только два устройства, называется портом.
В зависимости от функционального назначения выделяют следующие виды шин:— адресная шина;— шина ввода-вывода (input-output bus) — шина, предназначенная для параллельного подключения нескольких устройств ввода-вывода. Иногда различают внутренние и внешние шины ввода-вывода;— шина данных;— шина памяти, которая используется для обмена данными между оперативной памятью и центральным микропроцессором;— шина управления;— шина устройств, сенсорная шина (device bus, sensor bus) — класс шин, предназначенный для подключения периферийных (в том числе измерительных) приборов в автоматизированных системах управления производством типа АСУП, АСУТП и т.п.;— шина I2C (Inter-IC bus) — инфракрасная шина, по которой осуществляется беспроводная связь между процессором и другими микросхемами ПК или другого электронного устройства. Ряд изготовителей ТВ техники (в том числе и разработчик шины — фирма Philips) выпускают специальные платы для подключения к сервисному разъему, используемому при проведении диагностики и ремонта аппаратуры.— GPIB (General-Purpose Interface Bus) — «Интерфейсная шина общего назначения»: предназначена для подключения к компьютеру измерительных приборов. Разработана фирмой Hewlett-Packard.
Современные шины различаются по разрядности, способу передачи сигнала (последовательные или параллельные), пропускной способности, количеству и типу поддерживаемых устройств, а также протоколу работы. Разрядность шины определяется количеством бит, которые могут одновременно передаваться от одного устройства к другому (технически соответствует количеству параллельных линий передачи). Первые шины для ПК (ISA) были 8-разрядными, им на смену пришли 16-, 32-, 64 и 128-разрядные шины. Производительность шины также зависит от ее тактовой частоты и в целом определяется пропускной способностью — объемом данных, которые можно по ней передать за 1 секунду (равна произведению тактовой частоты на разрядность). Пропускную способность шины можно повысить путем увеличения тактовой частоты подключенных к шине устройств и изменения протоколов передачи данных. Шины могут быть синхронными (осуществляющими передачу данных только по тактовым импульсам) и асинхронными (осуществляющими передачу данных в произвольные моменты времени), а также использовать различные схемы арбитража (то есть способа совместного использования шины несколькими устройствами).
Если обмен сигналами ведется между периферийным устройством и контроллером, то соединяющая их линия передачи данных называется интерфейсом передачи данных, или просто интерфейсом.
На начало 2000-х гг. в персональных компьютерах наиболее используемыми были шины стандартов PCI (для подключения плат расширения: звуковой, сетевой, модема и проч.), PCI Express (для подключения видеокарты; пришла на смену шине AGP), USB и IEEE 1394 (FireWire) (для подключения периферийных устройств: принтеров, сканеров, клавиатуры, мыши, видеокамеры, накопителей и т.д.).См. также Порт.

Приложенные файлы

  • docx arh lab 13
    Размер файла: 14 kB Загрузок: 2