67789

ИЗУЧЕНИЕ СИСТЕМНОЙ ШИНЫ. ШИНЫ ISA, EISA

Лабораторная работа

Коммуникация, связь, радиоэлектроника и цифровые приборы

Системная шина ISA (Industry Standard Architecture) применяется начиная с процессора i80286. Гнездо для плат расширения включает основной 64-контактный и дополнительный 36-контактный разъемы. Шина 16-разрядная, имеет 24 адресные линии, обеспечивает прямое обращение к 16 Мбайт оперативной памяти.

Русский

2014-09-14

82.5 KB

4 чел.

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

                                                                                    Кафедра ИВС

Лабораторная работа №2

по дисциплине: «Периферийные устройства»

ИЗУЧЕНИЕ СИСТЕМНОЙ ШИНЫ.

ШИНЫ ISA, EISA.  

    Выполнил: студент группы ВМ-41

Лобанов С.М.

Йошкар-Ола

2004


Шина ISA

    Системная шина ISA (Industry Standard Architecture) применяется начиная с процессора i80286. Гнездо для плат расширения включает основной 64-контактный и дополнительный 36-контактный разъемы. Шина 16-разрядная, имеет 24 адресные линии, обеспечивает прямое обращение к 16 Мбайт оперативной памяти. Количество аппаратных прерываний — 16, каналов DMA — 7. Допускается возможность синхронизации работы шины и процессора разными тактовыми частотами. Тактовая частота — 8 МГц. Максимальная скорость передачи данных — 16 Мбайт/с.

    Шина, как известно, представляет из себя, собственно, набор проводов (линий), соединяющий различные компоненты компьютера для подвода к ним питания и обмена данными. В "минимальной комплектации" шина имеет три типа линий:

  •  линии управления;
  •  линии адресации;
  •  линии данных.

Устройства, подключенные к шине, делятся на две основных категории - bus masters и bus slaves. Bus masters - это устройства, способные управлять работой шины, т.е инициировать запись/чтение и т.д. Bus slaves - соответственно, устройства, которые могут только отвечать на запросы. Правда, есть еще "интеллектуальные слуги" (intelligent slaves), но мы их пока для ясности замнем. Ну вот, собственно, и все, что нужно знать про шины для того, чтобы понять, о чем пойдет речь дальше.

   Компания IBM в 1981 представила новую шину для использования в компьютерах серии PC/XT. Шина была крайне проста по дизайну, содержала 53 сигнальных линии и 8 линий питания и представляла собой синхронную 8-битную шину с контролем четности и двухуровневыми прерываниями (trigger-edge interrupts), при использовании которых устройства запрашивают прерывания, изменяя состояние линии соответствующего IRQ с 0 на 1 или обратно. Такая организация запросов прерываний позволяет использовать каждое прерывание только одному устройству. Кроме того, шина не поддерживала дополнительных bus masters, и единственными устройствами, управляющими шиной, были процессор и контроллер DMA на материнской плате.
 

    62-контактный слот включал 8 линий данных, 20 линий адреса (А0-А19), 6 линий запроса прерываний (IRQ2-IRQ7). Таким образом, объем адресуемой памяти составлял 1 Мбайт, и при частоте шины 4.77 МГц пропускная способность достигала 1.2 Мбайта/сек. 


Шина EISA

    Для процессора i80386 с целью повышения производительности разработана шина EISA (Extended Industry Standard Architecture). Шина обеспечивает 32-разрядную передачу данных, в том числе в режиме DMA, улучшенную систему прерываний и арбитраж DMA, автоматическую конфигурацию системы и плат расширения, позволяет адресовать до 4 Гбайт памяти. Доступ к памяти имеет не только процессор, но и платы управляющих устройств типа bus-master (управляющие передачей данных по шине), и устройства, имеющие возможность организовать режим DMA. Стандарт поддерживает многопроцессорную архитектуру для "интеллектуальных" плат, оснащенных собственными микропроцессорами: данные от контроллеров дисков, графических и сетевых адаптеров обрабатываются независимо, не загружая основной процессор.
    Шина EISA явилась "асимметричным ответом" производителей клонов РС на попытку IBM поставить рынок под свой контроль. В сентябре 1988 года Compaq, поддержанный "бандой девяти" - Wyse, AST Research, Tandy, собственно Compaq, Hewlett-Packard, Zenith, Olivetti, NEC и Epson - представил 32-разрядное расширение шины ISA с полной обратной совместимостью. Основные характеристики новой шины были следующими:

  •  32-разрядная передача данных;
  •  максимальная пропускная способность - 33 МВ/сек;
  •  32-разрядная адресация памяти позволяла адресовать до 4 GB (как и в расширении ISA, новые адресные линии были без задержки);
  •  поддержка multiply bus master;
  •  возможность задания уровня двухуровневого (edge-triggered) прерывания (что позволяло нескольким устройствам использовать одно прерывание, как и в случае многоуровневого (level-triggered) прерывания);
  •  автонастройка плат расширения;


 

        Как и в случае 16-разрядного расширения, новые возможности обеспечивались путем добавления новых линий. Поскольку дальше удлинять разъем ISA было некуда, разработчики нашли оригинальное решение: новые контакты были размещены между контактами шины ISA и не были доведены до края разъема. Специальная система выступов на разъеме и щелей в EISA-картах позволяла им глубже заходить в разъем и подсоединяться к новым контактам. (Правда, утверждают, что при большом желании можно запихнуть и ISA-карту так, чтобы она замкнула EISA-контакты. Не знаю, не пробовал, т.к. большого опыта общения с EISA у меня нет: маленький был еще). Поскольку на данный момент шина EISA практически вымерла, приводить значения контактов разъема не имеет смысла. Стоит отметить лишь две новых сигнальных линии - EX32 и EX16, которые определяли, что bus slave поддерживает соответственно 32- и 16-разрядный цикл EISA. Если ни один из этих сигналов не был получен в начале цикла шины, выполнялся цикл ISA.

    Важной особенностью шины являлась возможность для любого bus master обращаться к любому устройству памяти или периферийному устройству, даже если они имели разные разряды шины. Говоря о полной обратной совместимости с ISA, следует отметить, что ISA-карты, естественно, не поддерживали разделение прерываний, даже будучи вставленными в EISA-коннектор. Что касается поддержки multiply bus master, то она представляла собой улучшенную и дополненную версию таковой для ISA. Также присутствовали четыре уровня приоритета: схемы обновления памяти, DMA, процессор, адаптеры шины
и арбитр шины EISA - периферийный контроллер (ISP - Integrated System Peripheral) - "следил за порядком". Кроме этого, наличествовало еще одно устройство - Intel's Bus Master Interface Chip (BMIC), которое следило за тем, чтобы master "не засиживался" на шине. Через определенное количество тактов master "снимался" с шины и генерировалось немаскируемое прерывание.

    Компьютеры, использующие системные платы с шиной EISA, достаточно дорогие. В основном это мощные файл-серверы или рабочие станции.

Сигналы шин ISA , EISA

  1.  RESET - сигнал аппаратного сброса;
  2.  BClock - синхронизация шины;
  3.  OSC - несинхронизированная с шиной частота;
  4.  DATA 0-31 - шина данных;
  5.  Addr 0-19 - шина адреса;
  6.  IOWR - запись в порт ISA;
  7.  IORD - чтение порта ISA;
  8.  SMemWR - запись в память (до 1 М);
  9.  SMemRD - чтение памяти (до 1 М);
  10.  IOCHK - контроль канала (разрешение и индикация - в системных портах 061h, 062h);
  11.  IOCHRDY - готовность устройства, низкий уровень удлиняет текущий цикл (не более 15 мкс);
  12.  OWS - разрешение ускорения текущего цикла;
  13.  BALE - разрешение защелки адреса. После его спада в каждом цикле процессора линии Addr 0-19 гарантированно содержат действительный адрес;
  14.  AENx - разрешение адресации портов (запрещает ложную дешифрацию адреса в цикле DMA). В EISA обеспечивается селективное обращение к портам слота "x";
  15.  IRQ7- IRQ15- положительный перепад сигнала вызывает запрос аппаратного прерывания;
  16.  DRQ0-DRQ7 - запросы каналов DMA (положительным перепадом);
  17.  DACK 0-7 - подтверждение запроса DMA;
  18.  TC - признак завершения от счетчика циклов DMA;
  19.  Refr - цикл регенерации памяти (для XT - DACK 0);
  20.  SBHE - признак наличия данных на линиях Data 8-15. Не используется при EISA;
  21.  MemWR - запись в память в любом объеме;
  22.  MemRD - чтение памяти в любом объеме;
  23.  MCS16 - адресуемое устройство поддерживает 16-битные обращения к памяти;
  24.  IOCS16 - адресуемое устройство поддерживает 16-битные обращения к портам;
  25.  MASTER - при получение подтверждения DACK 5-7 Bus-Master может захватить шину (не более 15 мкс);
  26.  LA 2-23 - опережающие сигналы адреса, требующие защелкивания по спаду сигнала BALE; Позволяют начать выборку по фронту Bale.
  27.  LA 2-23 - аналогично LA 2-23 , но с инверсией.


Альтернативные сигналы для EISA;

  1.  M/-IO - обращение к памяти (1) или портам (0) EISA;
  2.  W/-R - запись (1) или чтение (0) EISA;
  3.  SLBURST - адресуемое устройство поддерживает Burst режим;
  4.  MSBURST - уведомление устройства подавшего сигнал SLBURST о намерении перейти в Burst режим;
  5.  LOCK - обеспечение исключительного права доступа активного EISA Bus-Master к памяти или портам;
  6.  EX16, EX32 - индикаторы разрядности ресурсов, XRDY - готовность EISA - УСТРОЙСТВА;
  7.  START - отмечает начало цикла EISA-доступа;
  8.  CMD - задает временные параметры цикла после активизации сигнала START;
  9.  BE 0-3 - индикаторы действительности данных в байтах при EISA-цикле;
  10.  MREQx - EISA Bus-Nuster слота "x" запрашивает управдение шиной;
  11.  MAKx - EISA Bus-Nuster слота "x" получает управдение шиной от орбитра;

Сигналы IORD и IOWR при обращение к EISA портам не используются . Вместо них используются альтернативные сигналы M/-IO, W/-R.


 


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

29663. Понятие категории как узлового пункта познания 57.5 KB
  В общей методологии понятие системы является чрезвычайно широким. Различают материальные системы Солнечная система среди них системы организм среда; идеальные системы например знаковые; социальные системы. Берталанфи Общая теория систем категория системы из философскометодологической перешла в иной статус названия объяснительного принципа конкретизируемого различным образом в научном познании. Кеннон утверждал принцип системности как принцип гомеостаза обеспечивающего динамическое постоянство свойств системы в ее...
29664. Категория активность 53 KB
  Леонтьев указывает на явления активности составляющие как бы внутреннюю предпосылку самодвижения деятельности и ее самовыражения [Леонтьев А. Поэтому описание явлений активности обычно ведется в терминах автономности спонтанности самопроизвольности инициативности и т. Однако любое проявление активности имеет место в некотором окружении. Невозможность роста активности без отражения а также не возможность отражения без активности самого отражающего объекта делает эти понятия изначально взаимосвязанными.
29665. Категории «взаимодействие» и «отражение» 56 KB
  Противоречия между указанными подходами можно разрешить и соединить различные аспекты в понимании отражения если определять его не как атрибут материи производный от другого атрибута взаимодействия а как самостоятельный аспект движения материи дополняющий взаимодействие проявляющийся во взаимодействии в свою очередь влияющий на ход взаимодействия и его результаты. Но какова природа этой особой способности к отражению почему она в разной степени присуща разным объектам и по каким законам она развивается Источником этой внутренней...
29666. Характеристика дескриптивной методологии 60.5 KB
  Декартовское представление о дуализме души и тела и понимание механистической детерминации как основы причинного объяснения породили тот тип рациональности который на долгие годы определил использование в психологии критериев научности взятых из парадигмы классической науки. Возникшие позже другие типы рациональности неклассические и постнеклассические еще только осваиваются в новых исследовательских парадигмах психологии. В рамках одной и той же исследовательской методологии оформлялись разные теоретические концепции научной психологии....
29667. Понятие методологии науки 71.5 KB
  Метод в широком смысле путь познания опирающийся на некоторую совокупность ранее полученных общих знаний принципов. Методология учение о методах и принципах познания. Можно выделить по крайней мере два понимания методологии развиваемых: 1 как представленное при рефлексии теории познания понимание метода в указанном широком смысле и 2 как учение о системе методов в узком смысле посредством которых в рамках той или иной науки в ходе теоретического или теоретикоэмпирического исследования проверяется правдоподобие или истинность...
29668. Соотношение понятий «наука», «философия» и «мировоззрение» 79 KB
  Важнейшие из них парадигмы т. В философию науки понятие парадигмы ввел Бергман для характеристики нормативности методологии. Парадигмы определяют содержание конкретных научных идей область и предмет научных исследований. Примерами общих парадигм для психологической науки могут служить естественнонаучная и культурноисторическая парадигмы.
29669. Психология как мультипарадигмальная наука. Психологические теории и реальность 95.5 KB
  Имеются в виду не любые теории только те из них которые подтверждаются результатами классических экспериментов и получены заслужившими доверие методами общие теории получившие признание и служащие образцом для исследований по разнообразной конкретной проблематике. Парадигма есть общая модель образец ориентируясь на которую возникают и развиваются конкретные частные научные теории. Но понятие кризиса продолжает использоваться поскольку за ним стоит неудовлетворенность отсутствием единой общепсихологической теории. Если учитывать...
29670. Метафизические и эмпирические теории 51 KB
  Структура методологического знания уровни и подходы Если рассматривать структуру методологии науки по вертикали то можно выделить следующие ее уровни: 1 уровень философской методологии; 2 уровень конкретнонаучной методологии; 3 уровень общенаучных принципов и форм исследования; 4 уровень методики и техники исследования. Философская методология имеет форму философского знания добываемого с помощью методов самой философии примененных к анализу процесса научного познания. Разработка этого уровня методологии осуществляется как...
29671. Априорное и эмпирическое знание 380 KB
  Эмпирические корни психологии восходят к Леонардо да Винчи 1452 1519 великому флорентийскому художнику ученому гуманисту и гению механики эпохи Возрождения. Эти идеи послужили краеугольными камнями в фундаменте будущей эмпирической психологии. В связи с этим некоторые философы рассматривают Беркли как отца философского феноменализма а философский феноменализм как одно из оснований качественных исследований в психологии. Отсюда происходит принцип скептицизма эмпирической психологии.