ISA (Industrial Standard Architecture) magistralė buvo naudojama pirmajame IBM asmeniniame kompiuteryje, išleistame 1981 m., ir 1984 m. išplėstoje 16 bitų versijoje IBM PC/AT. ISA magistralė yra pagrindinis asmeninio kompiuterio architektūros pagrindas; jis buvo naudojamas iki 1990-ųjų pabaigos. Atrodo keista, kad tokios „senovinės“ architektūros autobusas buvo naudojamas didelio našumo kompiuteriuose, pagamintuose iki 1990-ųjų pabaigos, tačiau taip yra dėl jo patikimumo, plačių galimybių ir suderinamumo. Be to, ši magistralė vis tiek veikia greičiau nei dauguma prie jos prijungtų išorinių įrenginių.

Pastaba!

ISA magistralės šiuolaikinėse stalinių kompiuterių sistemose praktiškai nėra, o įmonių, gaminančių ISA plokštes, skaičius itin ribotas. ISA plokštės vis dar populiarios pramoninėse sistemose (PICMG), tačiau artimiausiu metu jos išnyks ir ten.

Yra dvi ISA magistralės versijos, kurios skiriasi duomenų bitų skaičiumi: senoji 8 bitų versija ir naujoji 16 bitų versija. Senoji versija veikė 4,77 MHz laikrodžio dažniu PC ir XT klasės kompiuteriuose. Naujoji versija buvo naudojama AT klasės kompiuteriuose, kurių laikrodžio dažniai yra 6 ir 8 MHz. Vėliau buvo susitarta dėl standartinio didžiausio 8,33 MHz taktinio dažnio abiem autobusų versijoms, užtikrinant jų suderinamumą. Kai kurios sistemos leidžia naudoti magistrales, kai jos veikia aukštesniu dažniu, tačiau ne visos adapterių kortelės gali atlaikyti šį greitį. Duomenims perduoti magistralėje reikia nuo dviejų iki aštuonių laikrodžio ciklų. Todėl didžiausias duomenų perdavimo greitis ISA magistralėje yra 8,33 MB/s:

8,33 MHz × 16 bitų: 2 laikrodžiai = 66,64 Mbps (arba 8,33 MB/s)

8 bitų magistralės pralaidumas yra perpus mažesnis (4,17 MB/s). Tačiau nepamirškite, kad tai teoriniai maksimumai – dėl sudėtingo ryšio protokolo faktinis magistralės pralaidumas yra daug mažesnis (dažniausiai perpus). Nepaisant to, ISA magistralė yra greitesnė nei dauguma prie jos prijungtų išorinių įrenginių.

8 bitų ISA magistralė

Ši magistralė buvo naudojama pirmajame IBM asmeniniame kompiuteryje. Jis nenaudojamas naujose sistemose, tačiau vis dar naudojami šimtai tūkstančių kompiuterių su šia magistrale, įskaitant sistemas, pagrįstas 286 ir 386 procesoriais.

Į jungtį įkišama adapterio plokštė su 62 kaiščiais. Jungtis tiekia 8 duomenų linijas ir 20 adresų eilučių, kurios leidžia adresuoti iki 1 MB atminties. 8 bitų ISA magistralės jungties paskirtis ir kontaktų vietos parodytos paveikslėlyje.

Nors ši magistralė yra labai paprasta, IBM nepaskelbė išsamaus jos aprašymo ir signalų duomenų ir adresų linijose laiko diagramų iki 1987 m. Todėl kurdami adapterių plokštes pirmiesiems su IBM suderinamiems kompiuteriams, kūrėjai turėjo patys suprasti jo veikimą. Kai su IBM suderinami kompiuteriai tapo vis dažnesni ir tapo pramonės standartu, kūrimo procesas tapo daug lengvesnis.

8 bitų ISA magistralės adapterio plokštės matmenys yra tokie:

• aukštis – 4,2 colio (106,68 mm);

16 bitų ISA magistralė

IBM tiesiogine prasme susprogdino kompiuterių pasaulį 1984 m. pristatydama AT modelį su 286 procesoriumi. Šis procesorius palaikė 16 bitų duomenų magistralę, kuri leido palaikyti ryšį tarp procesoriaus, pagrindinės plokštės ir atminties naudojant 16 bitų. o ne 8 bitų.. bitų duomenys. Nors procesorius galėjo būti montuojamas pagrindinėje plokštėje su 8 bitų įvesties/išvesties magistrale, jis vis tiek užtikrino didesnį našumą keičiantis duomenimis su įvairiomis prie magistralės prijungtomis plokštėmis.

Užuot sukūrusi naują I/O magistralę, IBM nusprendė suderinti sistemą su 8 ir 16 bitų adapteriais, palikdama tą pačią 8 bitų jungtį, bet prie jos pridėdama papildomą. Rezultatas buvo jungtis, skirta 16 bitų adapteriams įdiegti. Pirmą kartą PC/AT kompiuteriuose pristatyta 1984 m. rugpjūčio mėn., 16 bitų ISA magistralė taip pat buvo vadinama AT magistrale.

Kiekviename 16 bitų išplėtimo lizde esanti papildoma jungtis prideda 36 kontaktus (bendras duomenų kontaktų skaičius padidėja iki 98), kurių reikia didesnio bitų duomenims perduoti. Be to, buvo pakeistas dviejų 8 bitų jungties dalies kontaktų priskyrimas. Tačiau tokie pakeitimai niekaip nepaveikė 8 bitų plokščių veikimo.

Įprastos AT klasės adapterio plokštės matmenys yra tokie:

• aukštis – 4,8 colio (121,92 mm);
• ilgis - 13,13 colio (333,5 mm);
• storis – 0,5 colio (12,7 mm).

AT klasės kompiuteriuose galima rasti plokščių, kurių aukštis ir 4,8 colio, ir 4,2 colio (atitinka senesnes PC/XT klasės kompiuterių plokštes). Sumažinto aukščio plokštės buvo sumontuotos XT klasės kompiuterio modelyje 286. Šis modelis su pagrindine plokšte, skirta AT klasės kompiuteriui, naudojo XT korpusą, todėl adapterių kortelių aukštį teko sumažinti iki 4,2 colio. Po to dauguma gamintojų pradėjo gaminti tik mažesnio aukščio adapterius, kuriuos bet kokiu atveju galima montuoti.

32 bitų ISA magistralė

Praėjus kuriam laikui po 32 bitų procesoriaus išleidimo, buvo sukurti pirmieji atitinkamos magistralės standartai. Dar prieš pasirodant pirmiesiems MCA ir EISA architektūrų projektams, kai kurios įmonės pradėjo kurti savo dizainus, kurie buvo ISA architektūros plėtiniai. Nors buvo pagaminta palyginti nedaug, dalis jų randama ir šiandien.

Papildomos šių magistralių linijos dažniausiai buvo naudojamos tik dirbant su šį standartą sukūrusių įmonių gaminamomis atminties išplėtimo kortelėmis ir vaizdo adapteriais. Jų parametrai ir jungčių išdėstymai labai skiriasi nuo standartinių, be to, nebuvo išplatintos jų specifikacijos ir kontaktų schemos.

Magistralė, kaip žinote, iš tikrųjų yra laidų (linijų) rinkinys, jungiantis įvairius kompiuterio komponentus, kad būtų tiekiamas maitinimas ir keičiamasi duomenimis. „Minimalioje konfigūracijoje“ magistralė turi trijų tipų linijas:

• valdymo linijos;
• adresavimo linijos;
• duomenų linijos.

Prie magistralės prijungti įrenginiai skirstomi į dvi pagrindines kategorijas – magistralinius ir pavaldinius. Magistralės valdikliai yra įrenginiai, galintys valdyti magistralės veikimą, t.y. inicijuoti rašymą/skaitymą ir pan. Atitinkamai magistralės vergai yra įrenginiai, galintys atsakyti tik į užklausas. Tiesa, yra ir „inteligentiškų vergų“, bet aiškumo dėlei juos kol kas pridengsime. Na, tai iš esmės viskas, ką reikia žinoti apie padangas, kad suprastumėte, apie ką kalbėsime toliau.

1981 m. IBM pristatė naują magistralę, skirtą naudoti PC/XT serijos kompiuteriuose. Magistralė buvo labai paprastos konstrukcijos, turinti 53 signalų linijas ir 8 maitinimo linijas ir buvo sinchroninė 8 bitų magistralė su paritetiniais ir dviejų lygių pertraukimais (trigerio krašto pertraukimais), kai naudojami įrenginiai reikalauja pertraukimų keičiant atitinkama IRQ linija nuo 0 iki 1 arba atgal. Toks pertraukimo užklausų išdėstymas leidžia tik vienam įrenginiui naudoti kiekvieną pertraukimą. Be to, magistralė nepalaikė papildomų magistralių pagrindų, o vieninteliai įrenginiai, valdę magistralę, buvo procesorius ir pagrindinėje plokštėje esantis DMA valdiklis.

Padangos trūkumai, atsirandantys dėl dizaino paprastumo, yra akivaizdūs. Todėl naudojimui IBM-AT („Advanced Technology“) kompiuteriuose 1984 metais buvo pristatyta nauja magistralės versija, vėliau pavadinta ISA. Išlaikant suderinamumą su senesnėmis 8 bitų išplėtimo plokštėmis, naujoji magistralės versija turėjo daug reikšmingų pranašumų, tokių kaip:

• pridėjus 8 duomenų linijas, leidžiančias keistis 16 bitų duomenimis;
• pridėjus 4 adresų eilutes, buvo galima padidinti maksimalų adresuojamos atminties dydį iki 16 MB;
• Pridėtos 5 papildomos IRQ linijos su paleidimu;
• įgyvendinta dalinė parama papildomiems autobusų meistrams;
• magistralės dažnis padidintas iki 8 MHz;
• pralaidumas siekė 5,3 MV/sek.

Magistralės valdymas nebuvo ypač sėkmingas, nes, pavyzdžiui, prašymas atlaisvinti autobusą („Bus hang-off“) dabartiniam magistralės valdytojui užtruko kelis laikrodžio ciklus, o kiekvienas meistras turėjo periodiškai atlaisvinti magistralę. leisti atnaujinti atmintį (atnaujinti atmintį) arba atnaujinti patys. Siekiant užtikrinti atgalinį suderinamumą su 8 bitų plokštėmis, dauguma naujų funkcijų buvo įdiegtos pridedant naujų eilučių. Kadangi AT buvo sukurtas Intel 80286 procesoriumi, kuris buvo žymiai greitesnis nei 8088, reikėjo pridėti laukimo būsenos generatorių. Norint apeiti šį generatorių, naudojama originalios 8 bitų magistralės laisva linija (B8 kaištis DABAR – „No Wait State“). Kai ši eilutė nustatyta į 0, laukimo laikrodžiai praleidžiami. Naudodami originalią magistralės liniją kaip DABAR, kūrėjai galėjo gaminti ir 16 bitų, ir 8 bitų „greitas“ plokštes.

Naujame lizde buvo 4 naujos adreso eilutės (LA20-LA23) ir trijų žemesnių adresų eilučių (LA17-LA19) kopijos. Tokio dubliavimo poreikis atsirado dėl to, kad XT adresų linijos buvo fiksuotos linijos, o dėl šių vėlavimų sumažėjo periferinių įrenginių našumas. Naudojant pasikartojančius adresų eilučių rinkinius, 16 bitų kortelė ankstyvame ciklo etape galėjo aptikti, kad ji buvo pasiekiama, ir išsiųsti signalą, kad ji gali apdoroti 16 bitų ryšį. Tiesą sakant, tai yra pagrindinis dalykas užtikrinant atgalinį suderinamumą. Jei procesorius bando padaryti 16 bitų prieigą prie plokštės, jis gali tai padaryti tik gavęs atitinkamą IO16 atsakymą iš jo. Kitu atveju mikroschemų rinkinys inicijuoja du 8 bitų ciklus, o ne vieną 16 bitų ciklą. Ir viskas būtų gerai, bet be uždelsimo yra tik 7 adresų eilutės, todėl plokštės, naudojančios mažesnį nei 128 KB adresų diapazoną, negalėjo nustatyti, ar perduotas adresas yra jų adresų diapazone, ir atitinkamai išsiųsti IO16 atsakymą. Taigi daugelis plokščių, įskaitant EMS plokštes, negalėjo naudoti 16 bitų ryšio. Daugiau informacijos apie ISA magistralės veikimą rasite aprašyme.

Nepaisant oficialaus standarto ir techninių akcentų trūkumo, ISA magistralė 1984 m. pranoko vidutinio vartotojo poreikius, o IBM AT dominavimas masinėje kompiuterių rinkoje lėmė tai, kad išplėtimo plokščių ir AT klonų gamintojai priėmė ISA kaip standartas. Toks magistralės populiarumas lėmė tai, kad ISA lizdai vis dar yra visose pagrindinėse plokštėse, o ISA plokštės vis dar gaminamos. Tiesa, „Microsoft“ PC99 specifikacijoje numato ISA atsisakymą, tačiau, kaip sakoma, iki tol dar reikia palaukti.

ISA magistralė- pirmasis sėkmingas asmeninių kompiuterių autobusas. Iš pradžių jis turėjo 8 bitų talpą. Įdiegus AT architektūrą, ISA magistralė tapo 16 bitų. ISA magistralė buvo ir periferinė, ir sistemos magistralė. Per šią procesoriaus magistralę jis bendravo ne tik su periferiniais įrenginiais, bet ir su RAM. Dalyvaujant šiai magistralei vyko net atminties regeneracija: maždaug kas 15 µs specialus valdiklis siųsdavo signalą nuskaityti visas atminties ląsteles, dėl ko buvo atnaujinami RAM kondensatorių elektros krūviai.

ISA magistralės jungtis

Yra dviejų tipų ISA magistralės jungtys: 8 bitų ir 16 bitų.

Pirmasis ilgas kontaktų blokas yra identiškas abiejų tipų jungtims. O antrasis, trumpasis, yra tik 16 bitų jungtyje YRA.

ISA magistralės kontaktai

8 bitų ISA

16 bitų ISA

Siuntimas

Tuo pačiu metu ISA magistralė Galima naudoti tik vieną įrenginį. Pagal numatytuosius nustatymus magistralė priklauso centriniam procesoriui. Kai kitas įrenginys nori siųsti duomenis, jis nustato atitinkamą signalą. Procesorius gali patvirtinti nuosavybės teisę į magistralę, patvirtindamas atsako signalą. Prietaisas gali užfiksuoti padangas tiek, kiek norima. Bet kas 15 µs jis turi duoti REFRESH signalą, kad būtų galima atkurti RAM.

Magistralė yra duomenų perdavimo kanalas, kurį dalijasi skirtingi sistemos vienetai. Magistralė gali būti laidžių linijų, išgraviruotų ant spausdintinės plokštės, rinkinys, laidai, prilituoti prie jungčių, į kurias įkišamos spausdintinės plokštės, gnybtų arba plokščias kabelis. Kompiuterinės sistemos komponentai fiziškai yra vienoje ar keliose spausdintinėse plokštėse, o jų skaičius ir funkcijos priklauso nuo sistemos konfigūracijos, jos gamintojo, dažnai ir nuo mikroprocesoriaus generacijos. Pagrindinės magistralių charakteristikos yra perduodamų duomenų bitų gylis ir duomenų perdavimo sparta.

Didžiausią susidomėjimą kelia dviejų tipų autobusai: sisteminiai ir vietiniai.

Sistemos magistralė skirta užtikrinti duomenų perdavimą tarp periferinių įrenginių ir centrinio procesoriaus bei RAM.

Vietinė magistralė, kaip taisyklė, yra magistralė, tiesiogiai prijungta prie mikroprocesoriaus kaiščių, t.y. procesoriaus magistralė.

Yra keletas kompiuterių sistemos magistralės organizavimo standartų.

ISA magistralė (Industry Standard Architecture) yra magistralė, kuri buvo naudojama nuo pirmųjų kompiuterių modelių ir tapo pramonės standartu. XT kompiuterių modeliuose buvo naudojama magistralė, kurios duomenų plotis buvo 8 bitai, o adreso plotis – 20 bitų. AT modeliuose magistralė buvo išplėsta iki 16 duomenų bitų ir 24 adreso bitų, kur ji išlieka ir šiandien. Struktūriškai autobusas pagamintas iš dviejų lizdų. ISA-8 pogrupyje naudojamas tik pirmasis 62 kontaktų lizdas, o ISA-16 papildomas 36 kontaktų lizdas. Laikrodžio dažnis – 8 MHz. Duomenų perdavimo greitis iki 16 MB. Turi gerą atsparumą triukšmui.

Magistralė suteikia savo abonentams galimybę susieti 8 arba 16 bitų registrus į I/O ir atminties erdvę. Galimų atminties adresų diapazonas apsiriboja UMA (Unified Memory Architecture) sritimi, tačiau ISA-16 magistralei specialios BIOS sąrankos parinktys taip pat gali leisti vietos tarp 15 ir 16 megabaitų atminties (nors kompiuteris negali naudoti daugiau nei 15 MB RAM). Viršutinę I/O adresų diapazono ribą riboja dekodavimui naudojamų adreso bitų skaičius; apatinę ribą riboja adresų sritis 0-FFh, skirta sisteminės plokštės įrenginiams. Kompiuteris priėmė 10 bitų įvesties / išvesties adresavimą, kai įrenginiai ignoravo A adreso eilutes. Taigi, ISA magistralės įrenginių adresų diapazonas yra apribotas sritimi 100h-3FFh, tai yra iš viso 758 8 bitų registrų adresai. Kai kurias šių adresų sritis taip pat reikalauja sistemos įrenginiai. Vėliau buvo pradėtas naudoti 12 bitų adresavimas (diapazonas 100h-FFFh), tačiau jį naudojant visada reikia atsižvelgti į tai, kad magistralėje gali būti senų 10 bitų adapterių, kurie „reaguos“ į adresas su atitinkamais A bitais visoje leistinoje srityje keturis kartus .

ISA-8 magistralės abonentai gali disponuoti iki 6 IRQ (pertraukimo užklausos) linijų, ISA-16 atveju jų skaičius siekia 11. Atminkite, kad konfigūruojant BIOS sąranką kai kurias iš šių užklausų gali pasirinkti sistemos plokštės įrenginiai arba PCI autobusas.

Magistralės abonentai gali naudoti iki trijų 8 bitų DMA (tiesioginės atminties prieigos) kanalų, o dar trys 16 bitų kanalai gali būti pasiekiami 16 bitų magistralėje. 16 bitų kanalo signalai taip pat gali būti naudojami norint gauti tiesioginį magistralės valdymą naudojant „Bus-Master“ įrenginį. Šiuo atveju DMA kanalas naudojamas magistralės valdymo arbitražui užtikrinti, o „Bus-Master“ adapteris generuoja visus magistralės adresus ir valdymo signalus, nepamirštant „duoti“ magistralės valdymo procesoriui ne vėliau kaip po 15 mikrosekundžių ( kad nebūtų sutrikdyta atminties regeneracija).

Visi išvardyti sistemos magistralės ištekliai turi būti paskirstyti tarp abonentų be konfliktų. Nekonfliktas reiškia:

Kiekvienas abonentas turi valdyti duomenų magistralę skaitymo operacijų metu

(suteikti informaciją) tik jų adresais arba prisijungę prie naudojamo DMA kanalo. Skaitymo adresų sritys neturi persidengti. Nedraudžiama „šnipinėti“ ne jam skirtų rašymo operacijų.

Pasyvios būsenos abonentas turi išlaikyti nurodytą pertraukimo užklausos eilutę IRQx ir pakelti aukštai, kad suaktyvintų užklausą. Abonentas neturi teisės valdyti nenaudojamų užklausų linijų, jos turi būti elektra atjungtos arba prijungtos prie trečiosios būsenos buferio. Tik vienas įrenginys gali naudoti vieną užklausos eilutę. Toks absurdas (TTL grandinės dizaino požiūriu) buvo leidžiamas pirmuosiuose asmeniniuose kompiuteriuose ir, paaukojus suderinamumą, daug metų buvo uoliai kartojamas.

Resursų paskirstymo problema senuose adapteriuose buvo išspręsta džemperių pagalba, tada atsirado programinės įrangos apibrėžti įrenginiai, kuriuos praktiškai pakeitė automatiškai sukonfigūruotos PnP plokštės.

ISA magistralėms nemažai įmonių gamina prototipų korteles (Protitype Card), kurios yra viso arba sumažinto formato spausdintinės plokštės su tvirtinimo kronšteinu. Plokštėse yra įrengtos privalomos sąsajos grandinės – duomenų buferis, adresų dekoderis ir kai kurios kitos. Likusi lentos lauko dalis yra „akloji lenta“, ant kurios kūrėjas gali įdėti savo įrenginio prototipinę versiją. Šios plokštės yra patogios bandant naujo produkto duonos lentą, taip pat montuoti atskiras įrenginio kopijas, kai spausdintinės plokštės kūrimas ir gamyba yra nuostolinga.

Atsiradus 32 bitų procesoriams, buvo bandoma praplėsti magistralės plotį, tačiau visos 32 bitų ISA magistralės nėra standartizuotos, išskyrus EISA magistralę.

2. EISA magistralė

Kompanijai „Compaq“, NEC ir daugeliui kitų kompanijų atsiradus 32 bitų mikroprocesorių 80386 (DX versija), buvo sukurta 32 bitų EISA magistralė, visiškai suderinama su ISA.

EISA (Extended ISA) magistralė yra griežtai standartizuotas ISA plėtinys iki 32 bitų. Dizainas užtikrina suderinamumą su įprastais ISA adapteriais. Siauri papildomi išplėtimo kaiščiai yra tarp ISA jungties menčių ir apačioje taip, kad jų nepasiektų ISA adapteris, kurio kraštinėje jungtyje nėra papildomų raktų lizdų. EISA kortelių diegimas į ISA lizdus neleidžiamas, nes jos konkrečios grandinės atsidurs ant ISA grandinės kaiščių, todėl pagrindinė plokštė taps neveikiančia.

Magistralės išplėtimas susijęs ne tik su duomenų pločio ir adreso didinimu: EISA režimai naudoja papildomus valdymo signalus, kad įgalintų efektyvesnius perdavimo režimus. Įprastu (ne serijos) perdavimo režimu galima perduoti iki 32 bitų duomenų vienai laikrodžio ciklų porai (vienas laikrodis vienoje adreso fazėje, vienas laikrodis duomenų fazei). Didžiausias magistralės našumas pasiekiamas naudojant Burst Mode, didelės spartos režimą, skirtą duomenų paketams siųsti nenurodant esamo adreso paketo viduje. Per vieną paketą kiti duomenys gali būti perduodami kiekvieną magistralės laikrodžio ciklą; paketo ilgis gali siekti 1024 baitus. Magistralė taip pat suteikia efektyvesnius DMA režimus, kuriuose perdavimo greitis gali siekti 33 MB/s. Pertraukimo užklausų eilutės leidžia bendrai naudoti, o suderinamumas su ISA kortelėmis išlaikomas: kiekviena užklausų eilutė gali būti užprogramuota tiek krašto jautrumui, tiek ISA, tiek žemu lygiu. Magistralė leidžia kiekvienai išplėtimo kortelei sunaudoti iki 45 W galios, tačiau, kaip taisyklė, joks adapteris nenaudoja visos galios.

Kiekviename lizde (ne daugiau kaip 8) ir sisteminėje plokštėje gali būti pasirinkta I/O adresų skyra ir atskiros magistralės valdymo užklausos ir patvirtinimo linijos. Užklausos arbitražą atlieka ISP (Integrated System Peripheral) įrenginys. Privalomas pagrindinės plokštės su EISA magistrale komponentas yra nepastovi konfigūracijos atmintis NVRAM, kurioje saugoma informacija apie kiekvieno lizdo EISA įrenginius. Įrašo formatas yra standartizuotas; konfigūracijos informacijai keisti naudojama speciali ECU programa (EISA Configuration Utility). Architektūra leidžia programinės įrangos apibrėžtiems adapteriams automatiškai programiškai išspręsti konfliktus naudojant sistemos išteklius, tačiau skirtingai nei PnP specifikacija, EISA neleidžia dinamiškai perkonfigūruoti. Visi konfigūracijos pakeitimai galimi tik konfigūracijos režimu, kurį išėjus, reikia iš naujo paleisti kompiuterį. Atskira prieiga prie kiekvienos kortelės įvesties/išvesties prievadų konfigūracijos metu suteikiama paprastai: AEN signalas, leidžiantis iššifruoti adresą I/O cikle, į kiekvieną lizdą patenka per atskirą AENx liniją, šiuo metu valdomą programine įranga. Taip pat galite atskirai pasiekti įprastas ISA korteles, tačiau tai nenaudinga, nes ISA kortelės nepalaiko keitimosi konfigūracijos informacija, kurią teikia EISA magistralė. ISA magistralės PnP specifikacija išaugo iš kai kurių EISA konfigūracijos idėjų (ESCD konfigūracijos įrašo formatas labai panašus į EISA NVRAM).

EISA yra brangi, bet vertinga architektūra, naudojama kelių užduočių atlikimo sistemose, failų serveriuose ir visur, kur reikalinga labai efektyvi I/O magistralės plėtra.

ISA ir EISA magistralės

ISA magistralė buvo pirmoji standartizuota sistemos magistralė (ISA reiškia Pramonės standartinė architektūra) ir daugelį metų buvo standartas kompiuterių srityje. Ir net ir šiandien šios magistralės jungtis galima rasti kai kuriose pagrindinėse plokštėse.

8 bitų magistralė

ISA magistralės šeimos protėvis buvo 8 bitų ISA magistralė, pasirodžiusi 1981 m., kurią galima rasti HT kartos kompiuteriuose. 8 bitų magistralė turi 62 linijas, kurių kaiščius galima rasti jos lizduose. Jie apima 8 duomenų linijas, 20 adresų eilutes, 6 pertraukimo užklausų eilutes. Autobusas veikia 4,77 MHz dažniu. 8 bitų ISA magistralė yra lėčiausia iš visų sistemos magistralių (pralaidumas tik 1,2 Mb per sekundę), todėl ji jau seniai pasenusi, todėl šiandien niekur nenaudojama, išskyrus labai retai (pavyzdžiui, kai kurias korteles gali naudoti FM imtuvai 8 bitų ISA sąsaja, nes ten magistralė naudojama tik valdymui, o ne pačiam duomenims perduoti, o jos veikimo greitis nekritiškas).

16 bitų magistralė

Tolesnė ISA plėtra buvo 16 bitų magistralė, dar kartais vadinama AT-Bus, kuri pirmą kartą buvo pradėta naudoti 1984 m. Jei pažvelgsite į jo lizdus (atsiprašau už prastą vaizdo kokybę), pamatysite, kad jie susideda iš dviejų dalių, iš kurių viena (didelė) visiškai nukopijuoja 8 bitų lizdą. Papildomoje dalyje yra 36 kontaktai (papildomos 8 duomenų linijos, 4 adresų linijos ir 5 IRQ linijos bei kontaktas naujam SBHE signalui). Tuo remiantis į naujosios magistralės lizdus galima montuoti trumpas 8 bitų korteles (žinoma, atvirkščiai to padaryti neįmanoma). 16 bitų lizdo kaiščių priskyrimas parodytas toliau esančioje lentelėje.

Magistralės valdymas nebuvo ypač sėkmingas, nes, pavyzdžiui, prašymas atlaisvinti magistralę (Bus hang-off) dabartiniam magistralės meistrui buvo apdorojamas keliais laikrodžio ciklais, be to, kiekvienas meistras turėjo periodiškai atlaisvinti magistralę. kad būtų galima atnaujinti atmintį ) arba atnaujinkite patys. Siekiant užtikrinti atgalinį suderinamumą su 8 bitų plokštėmis, dauguma naujų funkcijų buvo įdiegtos pridedant naujų eilučių. Kadangi AT buvo sukurtas Intel 80286 procesoriumi, kuris buvo žymiai greitesnis nei 8088, reikėjo pridėti laukimo būsenos generatorių. Norint apeiti šį generatorių, naudojama originalios 8 bitų magistralės laisva linija (pin B8). Kai ši eilutė nustatyta į 0, laukimo laikrodžiai praleidžiami. Tai leido kūrėjams sukurti ir 16 bitų, ir 8 bitų greitas plokštes.

Naujame lizde buvo 4 naujos adreso eilutės (LA20-LA23) ir trijų žemesnių adresų eilučių (LA17-LA19) kopijos. Tokio dubliavimo poreikis atsirado dėl to, kad XT adresų linijos buvo fiksuotos linijos, o dėl šių vėlavimų sumažėjo periferinių įrenginių našumas. Naudojant pasikartojančius adresų eilučių rinkinius, 16 bitų kortelė ankstyvame ciklo etape galėjo aptikti, kad ji buvo pasiekiama, ir išsiųsti signalą, kad ji gali apdoroti 16 bitų ryšį. Tiesą sakant, tai yra pagrindinis dalykas užtikrinant atgalinį suderinamumą. Jei procesorius bando padaryti 16 bitų prieigą prie plokštės, jis gali tai padaryti tik gavęs atitinkamą IO16 atsakymą iš jo. Kitu atveju mikroschemų rinkinys inicijuoja du 8 bitų ciklus, o ne vieną 16 bitų ciklą. Ir viskas būtų gerai, bet be uždelsimo yra tik 7 adresų eilutės, todėl plokštės, naudojančios mažesnį nei 128 Kb adresų diapazoną, negalėjo nustatyti, ar perduotas adresas yra jų adresų diapazone, ir atitinkamai išsiųsti IO16 atsakymą. Taigi daugelis plokščių, įskaitant EMS plokštes, negalėjo naudoti 16 bitų ryšio.

Duomenų baito perdavimas per ISA magistralę vyksta taip: pirmiausia adresų magistralėje nustatomas RAM ląstelės arba I/O įrenginio prievado adresas, į kurį turi būti perkeltas baitas, tada duomenų baitas nustatomas duomenų eilutėje. Vėlavimą sukelia laukimo ciklai ir siunčiamas signalas perduoti baitą (įrašymo blyksnis), ir nežinoma, ar duomenys buvo įrašyti, ar ne. Todėl buvo pasirinktas 8,33 MHz magistralės laikrodžio dažnis, kad net ir patys lėčiausi įrenginiai būtų garantuoti, kad galėtų keistis duomenimis (komandomis) per magistralę. Pralaidumas buvo 5,3 Mb/s.

Nepaisant oficialaus standarto ir techninių „skonių“ trūkumo, 1984 m. ISA magistralė viršijo paprasto vartotojo poreikius, o IBM AT populiarumas pagrindinėje kompiuterių rinkoje paskatino išplėtimo plokščių ir AT klonų gamintojus priimti ISA. kaip standartas. Šis magistralės populiarumas lėmė tai, kad ISA lizdai vis dar yra daugelyje šiuolaikinių pagrindinių plokščių, o ISA magistralės kortelės vis dar gaminamos (todėl mes taip išsamiai pristatėme 16 bitų ISA magistralės pinout). .

Tiesa, naujausiose kompiuterinės įrangos specifikacijose jie pradėjo atsisakyti senojo autobuso (juk daugiau nei 15 metų kompiuterių pramonėje yra didžiulis laikas). Tačiau per tą laiką vartotojai sukaupė įvairių plokščių su ISA sąsaja, ir vargu ar jie norės lengvai su jomis atsiskirti. Be to, mažos spartos įrenginiai, tokie kaip modemai ar lėtos tinklo plokštės, nereikalauja didelio magistralės pralaidumo, o modernesnių sąsajų naudojimas jiems nesuteikia jokių ypatingų pranašumų. Ir niekas netrukdo pagrindinių plokščių gamintojams ant savo gaminių įdėti vieną ar du didelius juodus lizdus, ​​juolab, kad ryškėjant tendencijai pagrindinės plokštės su ISA palaikymu gali būti labai paklausios tarp senų kortelių savininkų. Taigi ISA, matyt, dar nepasitraukė ir nepaliks savo nusistovėjusių pozicijų taip greitai, kaip gali pasirodyti iš pirmo žvilgsnio.

EISA magistralė

Poreikis pagerinti našumą kartu užtikrinant suderinamumą paskatino toliau plėtoti ISA magistralę. Todėl 1988 m. rugsėjo mėn. Compaq, Epson, Hewllett-Packard, NEC, Wyse, Zenith, Olivetti, AST Research ir Tandy pristatė visiškai atgalinį 32 bitų magistralės plėtinį, pavadintą EISA ( Išplėstinė ISA). Pagrindinės naujosios sąsajos charakteristikos buvo šios:

• EISA lizdas yra visiškai suderinamas su ISA lizdu. Kaip ir 16 bitų išplėtimas, naujos galimybės buvo suteiktos pridedant naujų eilučių. Kadangi ISA jungties pratęsti nebuvo kur toliau, kūrėjai rado originalų sprendimą: nauji kontaktai buvo įdėti tarp ISA magistralės kontaktų ir nebuvo išplėsti iki jungties krašto. Speciali jungties iškyšų sistema ir lizdai atitinkamose EISA kortelių vietose leido joms (kortoms) patekti giliau į jungtį ir prisijungti prie naujų kontaktų. Šios dviejų aukštų struktūros „pirmame aukšte“ (viršuje) yra nustatyti ISA kaiščiai, o „antrame aukšte“ (apačioje) yra nauji EISA kaiščiai. Dėl šios priežasties ISA kortelės taip pat gali būti įdėtos į EISA lizdus (pastarasis visiškai netilps į jungtį, nes neturi lizdo)
• EISA yra 32 bitų magistralė, kuri kartu su 8,33 MHz užtikrina 33 Mb/s pralaidumą
• 32 bitų atminties adresavimas leido adresuoti iki 4 Gb atminties (kaip ir ISA plėtinyje, naujos adresų eilutės buvo nedelsiant).
• Automatinis išplėtimo kortelių konfigūravimas, taip pat galimybė jas konfigūruoti ne naudojant DIP jungiklius, o programiškai
• Palaiko galimybę nustatyti dviejų lygių lygį ( suveikia kraštas) pertraukimus, leidžiančius keliems įrenginiams dalytis vienu pertraukimu, kaip ir kelių lygių ( suaktyvintas lygis) pertraukia
• Dauginimo magistralės pagrindinio palaikymas
• EISA magistralė suteikia daug naudos naudojant talpyklą

Kaip matyti iš aukščiau pateikto aprašymo, to visiškai pakako to meto poreikiams.

Svarbi magistralės savybė buvo galimybė bet kuriam magistralės valdikliui pasiekti bet kurį atminties įrenginį ar išorinį įrenginį, net jei jie turėjo skirtingus magistralės bitus. Kalbant apie visišką atgalinį suderinamumą su ISA, reikia pažymėti, kad ISA kortelės, žinoma, nepalaikė pertraukimo dalijimosi, net ir įdėtos į EISA jungtį. Kalbant apie dauginimo magistralės pagrindinį palaikymą, tai buvo patobulinta ir išplėsta ISA versija. Taip pat buvo keturi prioritetiniai lygiai:

1. Atminties atnaujinimo schemos
2. CPU
3. Autobusų adapteriai

Taip pat buvo EISA magistralės arbitras - vadinamasis periferinis valdiklis (ISP, Integruota sistemos periferinė įranga), kurie laikė tvarką. Be to, buvo dar vienas įrenginys - „Intel“ magistralės pagrindinės sąsajos lustas(BMIC), kuri užtikrino, kad meistras per ilgai nesėdėtų autobuse. Po tam tikro skaičiaus laikrodžio ciklų pagrindinis valdiklis buvo pašalintas iš magistralės ir buvo sugeneruotas nemaskuojamas pertraukimas.

Nenurodysiu EISA lizdo kaiščių paskirties, nes EISA magistralė nebuvo tokia plačiai paplitusi kaip ISA ir jau seniai išmirė. Jį galima rasti tik gana senoviniuose kompiuteriuose.