Системни шини

Производителността на една компютърна система е комплексен параметър, който зависи не само от изчислителната мощност на процесора, но и от бързодействието на паметта (оперативна, дискова) и най-вече от архитектурата на използваната системна шина. Последната служи за връзка между основните елементи на компютърната система. Следователно от правилния избор на архитектурата на системната шина, зависи ефективното използване на процесора и периферията. От системната шина зависи максимална скорост на обмен на данни между отделните компоненти. Използването на системна шина е разработено с цел намаляване на разходите и подобрение на модулността. Системната шина има следните функции:

• шина за данни (пренос на информация)
• адресна шина
• шина за управление

Модерните компютри включват в себе си различни шини пригодени в зависимост специфичните нужди.

ISA

Industrial Standart Architecture Анонсира се през 1981. Първоначално шината е проектирана за 8088 8 битови процесори на Интел, но в последствие е разширена до 16 битова шина за данни (8086, 80286 процесори). Най-важният параметър, от който зависи скоростта на предаване

PCI Express

Таблица 3.1.

Ресурс Скорост на обмен, MB/S

Главен графичен прозорец, видео режим 1280х1024/16 милиона цвята (3 байта),

10 кадъра/сек. 37.5 MB/s

Видео в реално време (preview window), 320х240/256 цвята (1 байт), 30 кадъра/сек. 2.2 MB/s

Видео в реално време от другите участници в конференцията (Video remote 1,2), 640х480/256 цвята, 30 кадъра/сек. 2х8.8=17.6 MB/s

Приемане на компресираната видео/адио информация за preview window и video remote 1 и 2 3х0.25=0.75 MB/s

Обмен с мрежовата карта:

-Ethernet (1.25 до 12.5) MB/s;

-FDDI, 15MB/s 2 MB/s

Обмен със звуковата карта, стерео с честота на дискретизация 48.0 KHz 1 MB/s

Скорост на обмен при активност на всички ресурси: 61.05 MB/s

Следователно системната шина трябва да гарантира скорост на обмен по-голяма от 62MB/s с цел реализация на телеконференция.

При разработването на нова шинна архитектура се преследват следните цели:

-увеличаване на скоростта на обмен;

-възможност за само конфигуриране на формата на обмен с контролерите на периферните устройства;

-възможност за оптимизация на обмена в зависимост от текущо активната периферия.

II.Системни шинни архитектури при персоналните компютри

Разглеждат се само системни шинни архитектури, които се поддържат при IBM PC/AT и Pentium базираните персонални компютри.

2.1. ISA (Industrial Standard Architecture). Анонсира се през 1981 година. Шината е проектирана за 16-битови процесори като '86, '286, '386SX, но може да се използва и при 32-битови процесори като '386DX и '486. В последния случай не се използват оптимално функционалните възможности на процесорите. Най-важният параметър, от който зависи скоростта на обмен е тактовата честота, с която се реализира синхронизацията на обмена, BCLK. При ISA шината BCLK=8.33MHz, а за обмена на 16 бита данни са необходими минимум два цикъла на шината. Теоретично максималната скорост на обмен е приблизително 8MB/s. Реалната скорост на обмен е от 2 до 3 пъти по-малка, т.к. в повечето случаи са необходими повече от два цикъла за реализация на обмена.

Освен много ниската скорост на обмена ISA шината има и други недостатъци като:

А. Не е предвидена възможност шината да се използва от няколко процесора.

В. Шината не е само конфигурираща се. Това налага конфигурирането на всеки нов контролер преди да се постави в слот от дънната платка. ISA шината изисква всички контролери да бъдат конфигурирани, да работят с уникални I/O портове, линии за заявка за прекъсване и канал за директен достъп до паметта. Настройката се реализира с микропревключватели и/или мостчета и изисква системни познания за архитектурата на компютъра. Това налага всеки път, когато собственикът на персоналния компютър с ISA шина желае да обнови управлението на периферията да използва услугите на компютърен специалист.

Частично тези недостатъци са преодолени при подобрението на ISA шината - EISA.

2.2. EISA (Enhanced ISA). Анонсира се през 1988 година. Проектирана е за работа с 32-битови процесори. Такта на шината е без промяна, BCLK=8.33MHz, но теоретичната скорост на обмен е 33MB/s благодарение

на 32-битовата магистрала и възможността обмена да се реализира за един такт. Слотовете за EISA шината се номерират от 0 до N, като слот 0 е самата дънна платка. Приема се, че даден слот е празен, ако в него не е поставен EISA контролер, или е поставен ISA