Шинная организация соединений

Шинная организация соединений

• Шина ISA — абсолютный рекордсмен по количеству, ассортименту и дешевизне выпущенных для нее карт расширения. Разрядность данных — 8 или 16 бит, пропускная способность от 4 до 16 (для ISA-16) Мбайт/с. Объем адресуемой памяти — 1 или 16 (для ISA-16) Мбайт, адресуемое пространство ввода-вывода — 64 Кбайт, но ради удешевления его сначала урезали до 1 Кбайт (10-битная адресация), а позже расширили до 4 Кбайт (12-битная адресация). Шина имеет линии запроса прерываний и каналы прямого доступа к памяти (DMA), в 16-разрядном варианте обеспечивает и прямое управление шиной (bus mastering) со стороны карт расширения. Изначально конфигурирование устройств требовало ручной установки переключателей (джамперов), которое позже сменилось программным (но еще не автоматическим) конфигурированием (jumperless). При конфигурировании задаются диапазоны адресов памяти и портов ввода-вывода, отведенные карте (на которые она будет отзываться), используемые линии прерывания и каналы DMA. “Старинные” карты, в которых эти настройки выполняет пользователь, теперь называют “legacy card” (что примерно можно перевести как “наследие тяжелого прошлого”). Последнее поколение карт ISA соответствует спецификации PnP (“вставляй и играй”), и их настройку ОС или BIOS выполняет автоматически по своему усмотрению, зачастую вопреки желаниям “продвинутого” пользователя. Если “старинную” карту ISA устанавливают в современный компьютер, то в BIOS Setup ей обязательно необходимо выделить требуемые ресурсы (линии прерывания и каналы DMA), чтобы их не захватила система PnP. Теперь (согласно спецификации PC’99) шина ISA отправлена “в отставку”, и ее встретишь уже не на всех системных платах.
• Шина EISA — довольно дорогое расширение ISA, направленное на повышение пропускной способности (до 33,3 Мбайт/с) и надежности ввода-вывода. Разрядность данных и адреса уже 32 бит, что позволяет адресовать до 4 Мбайт памяти (портов ввода-вывода все равно до 64 К). В шине заложены возможности автоматизации конфигурирования устройств, часть которых впоследствии и вошла в систему PnP для ISA. Конфигурирование устройств выполняется специальной утилитой ECU (EISA Configuration Utility), которая ведает распределением всех ресурсов. Шина EISA в свое время была солидным решением для подключения дисковых контроллеров SCSI и сетевых карт в серверах. Сейчас возможности этой шины по всем параметрам превзойдены более дешевой шиной PCI, и новых плат с EISA не выпускают.
• Шины MCA (разрядность 16 и 32 бит) широкого распространения не получили — это фирменные шины компьютеров IBM PS/2. По сравнению с EISA их количественные характеристики скромнее, но зато в них реализовано полностью автоматическое распределение ресурсов и конфигурирование устройств.
• Шина VLB самостоятельной шиной расширения не является — это лишь “довесок” к шине ISA, выводящий на слот карты расширения сигналы системной шины процессора класса 486. Шина использовалась в первых платах для 486-х процессоров для повышения пропускной способности дисковых, графических и сетевых адаптеров. Отличалась нестабильностью и капризами в совместимости устройств.
• Шина PCI — самая популярная ныне и мощная шина расширения, которая, в отличие от всех выше приведенных, используется не только в PC-совместимых платформах. Разрядность адреса и данных — 32 или 64 бит, тактовая частота — 33 или 66 МГц, пропускная способность — 132/264/528 Мбайт/с. Шина обеспечивает надежный обмен данными с контролем достоверности и уведомлением ведущего устройства о состоянии целевого. Шина обеспечивает автоматическое распределение ресурсов и конфигурирование устройств без вмешательства пользователя (полная реализация PnP). Устройствам предоставляются линии прерывания и возможность управления шиной (каналов DMA нет). Поначалу шина и устройства были существенно дороже, чем ISA, но теперь цены эквивалентных адаптеров практически сравнялись. Разработчикам собственных модулей расширения PC теперь приходится сталкиваться с этой шиной, что несколько сложнее, чем было с ISA. Если шинную часть карты ISA можно было легко собрать на обычных микросхемах малой и средней степени интеграции, то для PCI приходится применять “фирменные” контроллеры шины. Правда, теперь они вполне доступны.
• Шины PC Card (PCMCIA) и CardBus предназначены для блокнотных ПК. По возможностям они напоминают несколько урезанные шины ISA и PCI соответственно. Как и все элементы блокнотных ПК, карты для этих шин довольно дороги. Шины (и большинство карт к ним) обеспечивают возможность “горячего” подключения и полную поддержку PnP. Для того, чтобы имеющиеся карты к блокнотным ПК можно было подключить и к обычным настольным, выпускаются специальные адаптеры этих шин.