Реферат: Локальная шина персонального компьютера
СПЕЦИФИКАЦИИ
ЛОКАЛЬНОЙ ШИНЫ
ПЕРСОНАЛЬНОГО КОМПЬЮТЕРА
Узкое место современных
персональных компьютеров —
шина ввода-вывода. Две кон-
курирующие спецификации
предназначены для увеличе-
ния пропускной способности
шины ввода-вывода.
Всередине июня1992г. корпорация Intel и ассоциация по стантартизации в области видеоэлектроникиVESA (Video Electronic Standarts Association, Сан-Хосе, шт. Калифорния)предложили проекты спецификаций локальных шин, решающих задачу увеличенияпроизводительности персональных компьютеров за счет совершенствованияподсистемы ввода-вывода данных.
Компания Intel представила свою спецификацию интерфейса PCI (Peripheral ComponentInterconnect), а ассоциация VESA — локальной шины VL-Bus. И фирма Intel, иассоциация VESA надеются, что предлагаемые ими технические решения станутпромышленным стандартом.
Спецификации несовместимы друг с другом и будут, по всей видимости, вести борьбу за симпатииразработчиков. Некоторые обозреватели отмечают, что промышленность, воз-можно,ждет некоторое повторение «войны шин», разразившееся несколько летназад между шинами EISA и MCA.
Локальная шинапредназначена для обеспечения непосредственного доступа процессора кпереферийным устройствам (например, графическим или сетевым адаптерам), минуяарбитраж, предусмотренный в шинах ISA, EISA или MCA. Теоретически 32-разряднаялокальная шина может обеспечить передачу и прием данных от переферийныхустройств на максимальной скорости ЦП 386 или 486.
Шина PCI разработанакорпорацией Intel с целью предоставить изготовителям комплексного оборудованияи системных плат стандартный способ подключения к системной плате ПКдополнительных схем, обеспечивающие максимальные скоростные характеристикисистемы. Например, при помощи находящейся на системной плате локальной шиныфирма-изготовитель может подключить к компьютеру сетевой интерфейс илиграфический адаптер.
Шина VL-BusАссоциации VESA призвана играть роль стандартного аппаратного интерфейса,позволяющего устанавливать адаптеры независимых фирм непосредственно в гнездасистемной платы, а так-же размещать на системной плате дополнительныекомпоненты.
УСТРАНЕНИЕУЗКИХ МЕСТ
По мере того, какрастет быстродействие микропроцессоров, узким местом становится шинаввода-вывода, что отрицательно сказывается на общих скоростных характеристикахсистемы. Производительность современных настольных ПК обычно сдерживаетсянизкой скоростью обработки графических изображений и доступа к дисковымнакопителям. Пропускную способность ЛВС определяют сетевой график, протоколобмена и время доступа к накопителям.
В настоящее времяфункции ввода-вывода в ПК реализуются при помощи стандартных шин расширения ISA, EISA или MCA. Эффективную пропускную способность этих машин можноповысить только с помощью дополнительных интеллектуальных средств и встроенныхспециализированных процессоров.
Сегодня от стандартныхшин расширения никто не собирается отказываться, однако вполне очевидно, чтоможно получить существенный выигрыш в быстродействии за счет подключенияграфических адаптеров, сетевых контроллеров, дисковых накопителей иконтроллеров интерфейса SCSI к локальной шине, которая является каналомнепосредственного обмена данными с ЦП.
Некоторыеизготовители комплексного оборудования и печатных плат уже анонсировалиизделия, содержащие оригинальные локальные шины, однако развитие этогонаправления до сих пор сдерживается отсутствием стандартного интерфейса. Такоеположение вещей для потребителя означает высокую стоимость подобных систем иограниченные возможности выбора.
ШИНА VL-BUS
АССОЦИАЦИИ VESA
Спецификации шиныVL-Bus — это по существу стандарт аппаратного интерфейса. Как утверждает РонМаккейб, председатель подкомитета по разработке шины VL-Bus ассоциации VESA,эта спецификация регламентирует требования к архитектуре и физическимкомпонентам интерфейса с ЦП.
Через локалную шинуцентральный процессор
компьютера получаетнепосредственный
доступ к периферийнымустройствам.
В выработке проектаспецификации VL-Bus принимали учатие 40 компаний. По словам официальныхпредставителей VESA, окончательный вариант должен был быть готовпредположительно в 1994г. Первоначально эта шина применялась для построениясетевых серверов, систем обработки изображений и multimedia.
Шина VL-Bus обладаетвысокой пропускной способностью свыше 130 Мбайт/с. Специалисты ассоциации VESAутверждают, что в зависимости от типа переферийного устройства ожидаемоеповышение быстродействия составит от 50 до 600%. Шина VL-Bus расчитана наработу на частоте до 66 Мгц. На частоте 33 Мгц она позволяет без тактовожидания выполнять операции записи и с одним тактом ожидания операции чтения, ана частоте 66 Мгц — операции записи и чтения с одним тактом ожидания. Имеетсярежим захвата шины, при котором устройство берет на себя управление системнымиресурсами без участия ЦП.
Установка дисковогоконтроллера с интерфейсом SCSI и шиной VL-Bus в сетевой сервер может повыситьскоростные характеристики сети на 15% благодаря увеличению скорости обмена снакопителями. Это происходит за счет уменьшения вероятностей столкновений иповторных попыток передачи данных. Реальная скорость передачи информации полинии не изменится, но уменьшение вероятности ожидания означает, что сетьспособна на более интенсивную нагрузку и более эфективно реагирует на события.Один из ключевых элементов, отличающих спецификацию VL-Bus от спецификации PCI компании Intel, — наличие стандартного разьема. Конструкция разьемованалогична конструкции соеденителей шины MCI. К шине через разьемы можноподключать до трех плат.
Недостатком шины VL-Bus является сложность схемной реализации и необходимость разработки новыхнаборов интегральных схем. Изготовителям системных плат и комплексногооборудования приходется проектировать новые изделия в соответствии с новойспецификацией. Это, однако, не требует переработки программного обеспечения.
Ассоциации VESAудается привлеч достаточное число изготовителей комплексного оборудования ипереферийных устройств. Наборы интегральных схем появились в конце 1992г., аизделия для конечного пользователя — в 1993г.
Сейчас спецификациярасширяется — вводится режим обмена 64-разрядными данными и существуют ИСпреобразователь (для связи ЦП и переферийного устройства), благодаря чему шина VL-Bus совместима с шиной PCI компании Intel.
ЛОКАЛЬНАЯШИНА PCI
КОМПАНИИINTEL
По случайномусовпадению компания Intel анонсировала свою спецификацию шины PCI тоже в июне1992г. на выставке PC Expo.
Локальная шинакомпании Intel — типичная внутренняя шина, которая позволяет изготовителямкомплексного оборудования устанавливать компоненты непосредственно на системнуюплату, минуя шину ЦП-память. Спецификация требует, чтобы сопряжение ЦП иподключаемого переферийного устройства проводилось с помощью так называемоймостовой (Bridge) интегральной схемы.
Такое решение, какуказывает Майкл Бейли, менеджер по маркетингу средств PCI компании Intel,обеспечивает необходимую для ввода-вывода пропускную способность и в то жевремя не задерживает работу ЦП. Процессор при этом может работать с основнойпамятью на полной скорости.
Специалистыкомпании Intel говорят, что PCI - это мультиплексная 32-разрядная шина, предусматривающаярасширение до 64-х разрядов. Шина способна работать в синхронном режиме начастотах до 33 Мгц. Для 32-разрядного варианта шины пропускная способностьсоставляет 132 Мбайт/c.
При обмене даннымиЦП получает непосредственный доступ к подключенным к шине PCI устройствам,которые могут распологаться в адресном пространстве памяти или в пространствеустройства ввода-вывода. В режиме захвата шины главные абоненты шины PCIполучают прямой доступ к основной памяти. Мостовая интегральная схема тоже можетобеспечивать факультативные функции буферизации и централизованного арбитражашины.
Тип соеденителя дляпечатных плат спецификации PCI в явном виде не определен, однако компания Intel заявляет, что при разработке этой спецификации она ориентировалась наконкретный тип разьема. В будущем в спецификацию планируется включитьтребования к средствам управления мощьностью потребления для машин с батарейнымпитанием и схемам управления напряжением питания для низковольтных микросхем.
КТОПЕРВЫЙ ?
По мнениюпромышленных опозревателей, с технической точки зрения шины VL-Bus и PCI различаются незначительно. Они обеспечивают сравнимые скорости передачи данных,одинаковую разрядность передаваемой информации, прямой доступ к памяти призадержках 1 или 0,5 такта.
Реальный успех шиныбудет определятся и определяется тем, насколько удачно построены драйверыобмена данными и задействован режим прямого доступа к памяти.
«Шина VL-Busвыходит вперед» — говорит Джон Педди, издатель и редактор бюллетеня ThePC Graphics Report. Причина проста : Эта шина не какая-то фантазия, она ужесуществует. Главный довод в пользу спецификации ассоциации VESA состоит в том,что соеденитель для шины уже выбран.
ЛИТЕРАТУРА:
1. ComputerSources, August 1994 (Magazine)
2. PSMagazine, N1 1995
3. МирПК, N3,5 1994