Головна - Мобільні уст-ва
Рознімання isa. Контакти шини ISA


Шина ISA (Industrial Standard Architecture - промислова стандартна архітектура) використовувалася у першому комп'ютері IBM PC, випущеному 1981 року, а 1984 року - у розширеному 16-разрядном варіанті IBM PC/AT. Шина ISA – це основний базис архітектури персональних комп'ютерів; вона використовувалася до кінця 1990-х років. Здається дивним, що шина з такою "стародавньою" архітектурою використовувалася у високопродуктивних комп'ютерах, що випускалися до кінця 1990-х років, але це пояснюється її надійністю, широкими можливостями та сумісністю. До того ж ця шина досі працює швидше за більшість периферійних пристроїв, що підключаються до неї.

Примітка!

Шина ISA практично не зустрічається в сучасних настільних системах, а кількість компаній, що випускають плати ISA, є вкрай обмеженою. Плати ISA поки що популярні в промислових системах (PICMG), проте незабаром вони зникнуть і там.

Існує два варіанти шини ISA, що різняться кількістю розрядів даних: стара 8-розрядна версія та нова 16-розрядна. Стара версія працювала на тактовій частоті 4,77 МГц у комп'ютерах класів PC та XT. Нова версія використовувалася в комп'ютерах класу AT із тактовими частотами 6 та 8 МГц. Пізніше було досягнуто угоди про стандартну максимальну тактову частоту 8,33 МГц для обох версій шин, що забезпечило їхню сумісність. У деяких системах допускається використання шин під час роботи з більшою частотою, але не всі плати адаптерів витримують таку швидкість. Для передачі по шині потрібно від двох до восьми тактів. Тому максимальна швидкість передачі даних по шині ISA становить 8,33 Мбайт/с:

8,33 МГц × 16 біт: 2 такти = 66,64 Мбіт/с (або 8,33 Мбайт/с)

Смуга пропускання 8-розрядної шини вдвічі менша (4,17 Мбайт/с). Однак не забувайте, що це теоретичні максимуми - через складний протокол обміну даними реальна пропускна спроможність шини набагато нижча (зазвичай удвічі). Але навіть у цьому випадку шина ISA працює швидше, ніж більшість підключених до неї периферійних пристроїв.

8-розрядна шина ISA

Ця шина використовувалася на першому комп'ютері IBM PC. У нових системах вона не застосовується, але досі експлуатуються сотні тисяч комп'ютерів із такою шиною, у тому числі системи на базі процесорів 286 та 386.

У роз'єм вставляється плата адаптера з 62 контактами. На роз'єм подаються 8 ліній даних та 20 ліній адреси, що дозволяє адресувати до 1 Мбайт пам'яті. Призначення та розташування контактів 8-розрядної шини ISA показано на малюнку.

Хоча ця шина дуже проста, компанія IBM до 1987 року не публікувала її повного опису та часових діаграм сигналів на лініях даних та адреси. Тому при створенні плат адаптерів для перших IBM-сумісних комп'ютерів розробникам доводилося самим розумітися на її роботі. У міру поширення IBM-сумісних комп'ютерів та їх перетворення на промисловий стандарт процес розробки суттєво спростився.

Плата адаптера для 8-розрядної шини ISA має такі розміри:

  • висота – 4,2 дюйма (106,68 мм);

16-розрядна шина ISA

Компанія IBM буквально "підірвала" світ ПК, представивши в 1984 модель AT, оснащену процесором 286. Даний процесор підтримував 16-розрядну шину даних, що дозволяло забезпечити взаємодію між процесором, системною платою і пам'яттю з використанням 16-розрядних, а не 8- розрядні дані. Хоча процесор і можна було встановити на системній платі з 8-розрядною шиною вводу-виводу, все одно забезпечувалося підвищену швидкодію при обміні даними з різними платами, що підключаються до шини.

Замість створення нової шини вводу-виводу, IBM вирішила забезпечити сумісність системи з 8- і 16-розрядними адаптерами, залишивши той же 8-розрядний роз'єм, але додавши до нього ще один додатковий. В результаті було отримано роз'єм для встановлення 16-розрядних адаптерів. Вперше представлена ​​в комп'ютерах PC/AT у серпні 1984 16-розрядна шина ISA також називалася шиною AT.

Додатковий роз'єм у кожному 16-розрядному роз'ємі розширення додає 36 контактів (загальна кількість контактів для передачі даних при цьому збільшується до 98), необхідних передачі даних більшої розрядності. Крім того, було змінено призначення двох контактів 8-розрядної частини гнізда. Однак подібні зміни ніяк не вплинули на працездатність 8-розрядних плат.

Звичайна плата адаптера класу AT має такі розміри:

  • висота – 4,8 дюйма (121,92 мм);
  • довжина – 13,13 дюйма (333,5 мм);
  • товщина – 0,5 дюйма (12,7 мм).

У комп'ютерах класу AT можуть зустрітися плати висотою як 4,8 дюйма, і 4,2 ​​дюйма (відповідні старим плат для комп'ютерів класу PC/XT). Плати зі зменшеною висотою встановлювалися в комп'ютері класу XT моделі 286. У цій моделі із системною платою, призначеною для комп'ютера класу AT, використовувався корпус від XT, тому висоту плат адаптерів довелося зменшити до 4,2 дюйми. Після цього більшість виробників стали випускати лише адаптери зі зменшеною висотою, які можна встановити у будь-який корпус.

32-розрядна шина ISA

Через деякий час після випуску 32-розрядного процесора було розроблено перші стандарти на відповідну шину. Ще до появи перших проектів архітектур МСА та EISA деякі компанії почали розробляти власні конструкції, які є розширенням архітектури ISA. Хоча їх було випущено порівняно небагато, деякі з них трапляються навіть зараз.

Додаткові лінії цих шин зазвичай використовувалися тільки при роботі з платами розширення пам'яті та відеоадаптерами, що випускаються компаніями, які створили цей стандарт. Їхні параметри та розведення роз'ємів істотно відрізняються від стандартних, до того ж їх специфікації та схеми контактів не поширювалися.

Шина, як відомо, представляє собою, власне, набір проводів (ліній), що з'єднує різні компоненти комп'ютера для підведення до них живлення та обміну даними. У "мінімальній комплектації" шина має три типи ліній:

  • лінії керування;
  • лінії адресації;
  • лінії даних.

Пристрої, підключені до шини, поділяються на дві основні категорії - bus masters та bus slaves. Bus masters - це пристрої, здатні керувати роботою шини, тобто ініціювати запис/читання тощо. Bus slaves – відповідно, пристрої, які можуть лише відповідати на запити. Щоправда, є ще "інтелектуальні слуги" (intelligent slaves), але ми їх поки що для ясності замінимо. Ну ось, власне, і все, що потрібно знати про шини для того, щоб зрозуміти, про що йтиметься далі.

Компанія IBM в 1981 р. представила нову шину для використання в комп'ютерах серії PC/XT. Шина була вкрай проста по дизайну, містила 53 сигнальні лінії та 8 ліній живлення і являла собою синхронну 8-бітну шину з контролем парності та дворівневими перериваннями (trigger-edge interrupts), при використанні яких пристрої запитують переривання, змінюючи стан лінії відповідного IRQ з 0 на 1 чи назад. Така організація запитів переривань дозволяє використовувати кожне переривання лише одному пристрою. Крім того, шина не підтримувала додаткових bus masters, і єдиними пристроями, що управляють шиною, були процесор та контролер DMA на материнській платі.

Недоліки шини, які з простоти конструкції, очевидні. Тому для використання в комп'ютерах IBM-AT ("Advanced Technology") у 1984 році було представлено нову версію шини, згодом названої ISA. Зберігаючи сумісність зі старими 8-бітними платами розширення, нова версія шини мала ряд істотних переваг, як то:

  • додавання 8 ліній даних дозволило вести 16-бітовий обмін даними;
  • додавання 4 ліній адреси дозволило збільшити максимальний розмір пам'яті, що адресується, до 16 МВ;
  • були додані 5 додаткових trigger-edged ліній IRQ;
  • було реалізовано часткову підтримку додаткових bus masters;
  • частота шини було збільшено до 8 MHz;
  • пропускна спроможність досягла 5.3 МВ/сек.

Реалізація bus mastering не була особливо вдалою, оскільки, наприклад, запит на звільнення шини ("Bus hang-off") до поточного bus master оброблявся кілька тактів, до того ж кожен master мав періодично звільняти шину, щоб дати можливість провести оновлення пам'яті ( memory refresh), чи сам проводити оновлення. Для забезпечення зворотної сумісності з 8-бітними платами більшість нових можливостей було реалізовано шляхом додавання нових ліній. Так як АТ був побудований на основі процесора Intel 80286, який був суттєво швидше, ніж 8088, довелося додати генератор станів очікування (wait-state generator). Для обходу цього генератора використовується вільна лінія (контакт В8 NOWS-No Wait State) вихідної 8-бітної шини. При встановленні цієї лінії 0 такти очікування пропускаються. Використання як NOWS лінії вихідної шини дозволяло розробникам робити як 16-бітові, так і 8-бітові "швидкі" плати.

Новий слот містив 4 нові адресні лінії (LA20-LA23) та копії трьох молодших адресних ліній (LA17-LA19). Необхідність такого дублювання виникла через те, що адресні лінії ХТ були лініями із затримкою (latched lines), і ці затримки призводили до зниження швидкодії периферійних пристроїв. Використання дублюючого набору адресних ліній дозволяло 16-бітній карті на початку циклу визначити, що до неї звертаються, і надіслати сигнал про те, що вона може здійснювати 16-бітовий обмін. Насправді це ключовий момент у забезпеченні зворотної сумісності. Якщо процесор намагається здійснити 16-бітовий доступ до плати, він зможе це зробити тільки в тому випадку, якщо отримає відповідний відгук IO16. В іншому випадку чіпсет ініціює замість одного 16-бітного циклу два 8-бітових. І все було б добре, але адресних ліній без затримки всього 7, тому плати, що використовують діапазон адрес менший, ніж 128Кбайт, не могли визначити, чи передається адресу в їх діапазоні адрес, і, відповідно, надіслати відгук IO16. Таким чином, багато плат, у тому числі плати EMS, не могли використовувати 16-бітовий обмін. Докладніше про функціонування шини ISA можна прочитати в описі.

Незважаючи на відсутність офіційного стандарту та технічних "родзинок", шина ISA перевершувала потреби середнього користувача зразка 1984 року, а "засилля" IBM AT на ринку масових комп'ютерів призвело до того, що виробники плат розширення та клонів AT прийняли ISA за стандарт. Така популярність шини призвела до того, що слоти ISA досі присутні на всіх системних платах, і плати ISA досі виробляються. Правда, Microsoft у специфікації PC99 передбачає відмову від ISA, але, як кажуть, до цього потрібно ще дожити.

Шина ISA– перша успішна шина для персональних комп'ютерів. Спочатку мала розрядність 8 біт. З введенням архітектура AT шина ISA стала 16-розрядною.

Шина ISA була одночасно і периферійною та системною шиною. Через цю шину процесор спілкувався не тільки з периферійними пристроями, але і з оперативною пам'яттю.

Навіть регенерація пам'яті відбувалася за участю цієї шини: приблизно кожні 15 мкс спеціальний контролер надсилав сигнал читання всіх осередків пам'яті, що змушувало оновити електричні заряди в конденсаторах оперативної пам'яті.

Роз'єм ISA-шини Зустрічаються два типи роз'ємів шини ISA: 8-розрядні і 16-розрядні..

Перший довгий блок контактів ідентичний обох видів роз'ємів. А другий, короткий, присутній тільки у 16-розрядного роз'єму


ISA

Контакти шини ISA8-бітна ISA
КонтактПризначення
A1I/O channel check; active low=parity error
A2-A9Біти даних (7-0)
A10I/O Channel ready, pulled low to lengthen memory cycles
A11Address enable; active high when DMA controls bus
A12-A31Біти адреси (19-0)
B01Земля (GND)
B02Скидання (RESET)
B03Харчування +5 Вольт
B04IRQ 2
B05Харчування -5 Вольт
B06DMA Request 2
B07Харчування -12 Вольт
B08No WaitState
B09Біти адреси (19-0)
Живлення +12 ВольтB10
B11System Memory Write
B12System Memory Read
B13I/O Write
B14I/O Read
B15DMA Acknowledge 3
B16DMA Request 3
B17DMA Acknowledge 1
B18DMA Request 1
B19Refresh
B20System Clock (67 ns, 8-8.33 MHz, 50% duty cycle)
B21IRQ 7
B22IRQ 6
B23IRQ 5
B24IRQ 4
B25IRQ 3
B26DMA Acknowledge 2
B27Terminal count; pulses high when DMA term. count reached
B28Скидання (RESET)
Address Latch EnableB29
B30Біти адреси (19-0)

High-speed Clock (70 ns, 14.31818 MHz, 50% duty cycle)

Контакти шини ISA8-бітна ISA
B3116-бітна ISA
C1System bus high enable (data available on SD8-15)
C2-C8Біти адреси (23-17)
C9Memory Read (Active on all memory read cycles)
C10Memory Write (Active on all memory write cycles)
C11-С18Біти даних (8-15)
D1I/O 16-bit chip select (1 wait, 16-bit I/O cycle)
D3IRQ 10
D4IRQ 11
D5IRQ 12
D6IRQ 15
D7IRQ 14
D8DMA підтвердження 0
D9DMA запит 0
D10DMA підтвердження 5
D11DMA запит 5
D12DMA підтвердження 6
D13DMA запит 6
D14DMA підтвердження 7
D15DMA запит 7
D16Скидання (RESET)
D17Used with DRQ to gain control of system
D18Біти адреси (19-0)

Диспетчеризація

Одночасно шиною ISAможе користуватися лише один пристрій. За замовчуванням, шиною володіє центральний процесор.

Коли інший пристрій хоче надіслати дані, він встановлює відповідний сигнал.

Процесор може підтвердити володіння шиною, встановивши сигнал у відповідь. Пристрій може захопити шини на скільки завгодно.

Але кожен 15 мкс воно має видавати сигнал REFRESH, що для того, щоб відбулася регенерація оперативної пам'яті.

Шина – це канал пересилання даних, використовуваний спільно різними блоками системи. Шина може являти собою набір провідних ліній, витравлених на друкованій платі, дроти припаяні до висновків роз'ємів, в які вставляються друковані плати або плоский кабель. Компоненти комп'ютерної системи фізично розташовані на одній або кількох друкованих платах, причому їх кількість та функції залежать від конфігурації системи, її виробника, а часто й від покоління мікропроцесора. Основними характеристиками шин є розрядність даних і швидкість передачі даних.

Найбільший інтерес викликають два типи шин – системний та локальний.

Системна шина призначена для забезпечення передачі між периферійними пристроями і центральним процесором, а також оперативною пам'яттю.

Шина забезпечує своїм абонентам можливість відображення 8- або 16-бітних регістрів на простір введення-виведення та пам'яті. Діапазон доступних адрес пам'яті обмежений областю UMA (Unified Memory Architecture - уніфікована архітектура пам'яті), але для шини ISA-16 спеціальними опціями BIOS Setup може бути дозволено і простір в області між 15 і 16 мегабайтом пам'яті (правда при цьому комп'ютер не зможе використовувати більше 15 Мбайт ОЗП). Діапазон адрес вводу-виводу зверху обмежений кількістю використовуваних для дешифрації біт адреси, нижня межа обмежена областю адрес 0-FFh, зарезервованих під пристрої системної плати. В PC була прийнята 10-бітна адресація вводу-виводу, при якій лінії адреси A пристроями ігнорувалися. Таким чином, діапазон адрес пристроїв шини ISA обмежується областю 100h-3FFh, тобто всього 758 адрес 8-бітових регістрів. На деякі області цих адрес претендують і системні пристрої. Згодом стали застосовувати і 12-бітну адресацію (діапазон 100h-FFFh), але при її використанні завжди необхідно враховувати можливість присутності на шині і старих 10-бітових адаптерів, які "відгукуються" на адресу з бітами A, що підходять йому, у всій допустимій області чотири рази .

У розпорядженні абонентів шини ISA-8 може бути до 6 ліній запитів переривань IRQ (Interrupt Request), для ISA-16 їхня кількість досягає 11. Зауважимо, що при конфігуруванні BIOS Setup частина цих запитів можуть відібрати пристрої системної плати або шина PCI.

Абоненти шини можуть використовувати до трьох 8-бітових каналів DMA (Direct Memory Access – прямий доступ до пам'яті), а на 16-бітній шині можуть бути доступними ще три 16-бітові канали. Сигнали 16-бітових каналів можуть використовуватися і для отримання прямого керування шиною пристроєм Bus-Master. При цьому канал DMA використовується для забезпечення арбітражу керування шиною, а адаптер Bus-Master формує всі адресні та керуючі сигнали шини, не забуваючи "віддати" керування шиною процесору не більше ніж через 15 мікросекунд (щоб не порушити регенерацію пам'яті).

Усі перелічені ресурси системної шини мають бути безконфліктно розподілені між абонентами. Безконфліктність має на увазі наступне:

Кожен абонент повинен під час операцій читання керувати шиною даних

(видавати інформацію) тільки за своїми адресами або за зверненням до використовуваного каналу DMA. Області адрес для читання не повинні перетинатися. "Підглядати" не йому адресовані операції запису не можна.

Призначену лінію запиту переривання IRQx абонент повинен тримати на низькому рівні в пасивному стані та переводити на високий рівень для активації запиту. Лініями запитів, що не використовуються, абонент керувати не має права, вони повинні бути електрично відкоммутовані або підключатися до буфера, що знаходиться в третьому стані. Однією лінією запиту може користуватися лише один пристрій. Така безглуздість (з погляду схемотехніки ТТЛ) була допущена в перших PC і в жертву сумісності старанно тиражується вже багато років.

Завдання розподілу ресурсів у старих адаптерах вирішувалося за допомогою джамперів, потім з'явилися програмно-конфігуровані пристрої, які практично витіснені платами PnP, що автоматично конфігуруються.

Для шин ISA ряд фірм випускає карти-прототипи (Protitype Card), що є друкованими платами повного або зменшеного формату з скобою. На платах встановлені обов'язкові інтерфейсні ланцюги - буфер даних, дешифратор адреси та інші. Решта поля плати є "сліпаком", на якому розробник може розмістити макетний варіант свого пристрою. Ці плати зручні для макетної перевірки нового виробу, а також для монтажу одиничних екземплярів пристрою, коли розробка та виготовлення друкованої плати є нерентабельним.

З появою 32-бітових процесорів робилися спроби розширення розрядності шини, але всі 32-бітові шини ISA є стандартизованими, крім шини EISA.

2. Шина EISA

З появою 32-розрядних мікропроцесорів 80386 (версія DX) фірмами Compaq, NEC та рядом інших фірм була створена 32-розрядна шина EISA, повністю сумісна з ISA.

Шина EISA (Extended ISA) – жорстко стандартизоване розширення ISA до 32 біт. Конструктивне виконання забезпечує сумісність із нею та звичайних ISA-адаптерів. Вузькі додаткові контакти розширення розташовані між ламелями роз'єму ISA і нижче таким чином, що адаптер ISA, який не має додаткових ключових прорізів у крайовому роз'ємі, не дістає до них. Встановлення карток EISA у слоти ISA неприпустиме, оскільки її специфічні ланцюги потраплять на контакти ланцюгів ISA, внаслідок чого системна плата виявиться непрацездатною.

Розширення шини стосується не тільки збільшення розрядності даних та адреси: для режимів EISA використовуються додаткові сигнали керування, що забезпечують можливість застосування більш ефективних режимів передачі. У звичайному (не пакетному) режимі передачі за кожну пару тактів можна передати до 32 біт даних (один такт на фазу адреси, один - на фазу даних). Максимальну продуктивність шини реалізує пакетний режим (Burst Mode) – швидкісний режим пересилання пакетів даних без зазначення поточної адреси всередині пакета. Усередині пакета чергові дані можуть передаватися у кожному такті шини, довжина пакета може досягати 1024 байт. Шина передбачає і більш продуктивні режими DMA, за яких швидкість обміну може досягати 33 Мбайт/с. Лінії запитів переривань допускають використання, що розділяється, причому зберігається і сумісність з ISA-картами: кожна лінія запиту може програмуватися на чутливість як по перепаду, як в ISA, так і за низькому рівню. Шина допускає споживання кожною картою розширення потужності до 45 Вт, але повну потужність зазвичай не споживає жоден адаптер.

Кожен слот (максимум - 8) та системна плата можуть мати селективний дозвіл адресації вводу-виводу та окремі лінії запиту та підтвердження керування шиною. Арбітраж запитів виконує пристрій ISP (Integrated System Peripheral). Обов'язковою приналежністю системної плати з шиною EISA є енергонезалежна пам'ять конфігурації NVRAM, де зберігається інформація про пристрої EISA для кожного слота. Формат записів стандартизований, для модифікації конфігураційної інформації використовується спеціальна утиліта ECU (EISA Configuration Utility). Архітектура дозволяє при використанні програмно-конфігурованих адаптерів автоматично вирішувати конфлікти використання системних ресурсів програмним шляхом, але на відміну від специфікації PnP EISA не допускає динамічного реконфігурування. Усі зміни конфігурації можливі лише в режимі конфігурації, після виходу з якого потрібне перезавантаження комп'ютера. Ізольований доступ до портів вводу-виводу кожної картки під час конфігурування забезпечує просто: сигнал AEN, що дозволяє декодування адреси в циклі введення-виводу, на кожен слот приходить окремою лінією AENx, в цей час програмно-керованою. Таким чином можна окремо звертатися і до звичайних карт ISA, але це марно, оскільки карти ISA не підтримують обміну конфігураційною інформацією, передбаченого шиною EISA. На деяких ідеях конфігурування EISA зросла специфікація PnP для шини ISA (формат конфігураційних записів ESCD багато в чому нагадує NVRAM EISA).

EISA - дорога, але архітектура, що виправдовує себе, застосовується в багатозадачних системах, на файл-серверах і скрізь, де потрібно високоефективне розширення шини введення-виводу

Шини ISA та EISA

Шина ISA була першою стандартизованою системною шиною (ISA означає Industry Standart Architecture) і довгі роки була стандартом у сфері РС.

І навіть сьогодні рознімання цієї шини можна зустріти на деяких системних платах.

Родоначальником у сімействі шин ISA була 8-розрядна шина (8 bit ISA Bus), що з'явилася в 1981 році, яку можна зустріти в комп'ютерах ХТ-генерації. 8-розрядна шина має 62 лінії, контакти яких можна знайти на її слотах. Вони включають 8 ліній даних, 20 ліній адреси, 6 ліній запиту переривань. Шина працює на частоті 4.77 MHz. 8-розрядна шина ISA - найповільніша з усіх системних шин (пропускна здатність складає всього 1.2 Mb в секунду), тому вона вже давним давно застаріла і тому сьогодні ніде не використовується, ну хіба що дуже рідко (наприклад, деякі картки FM-тюнера можуть 8-розрядний ISA-інтерфейс, тому що там шина використовується тільки для керування, а не для передачі даних, і швидкість її роботи є некритичною).

16-розрядна шина

Подальшим розвитком ISA стала 16-розрядна шина, яка також іноді називалася AT-Bus, яка вперше почала використовуватися в 1984 році. Якщо ви подивіться на її слоти (вибачте, будь ласка, за погану якість малюнка), то побачите, що вони складаються з двох частин, з яких одна (велика) повністю копіює 8-розрядний слот. Додаткова частина містить 36 контактів (додаткові 8 ліній даних, 4 лінії адреси і 5 ліній IRQ плюс контакт для нового сигналу SBHE).

На цій підставі короткі 8-розрядні плати можна встановлювати в роз'єм нової шини (зробити це навпаки, звичайно ж, неможливо). Призначення висновків 16-розрядного слота наведено в таблиці нижче. Висновок (сторона паяння) Сигнал Значення Висновок (сторона паяння) Сигнал
Висновок (сторона монтажу) B1 GND Земля А1 I/O CH CK
Контроль каналу введення/виводу B2 RES DRV Сигнал Reset D7 A2
Лінія даних 8 B3 B3 +5 V D6 A3
Лінія даних 7 B4 IRQ9 Каскадування другого контролера переривань D5 A4
Лінія даних 6 B5 B5 -5 V D4 A5
Лінія даних 5 B6 DRQ2 Запит DMA 2 A6 D3D
Лінія даних 4 B7 B7 -12 V D1 A7
Лінія даних 3 B8 RES Комунікація з пам'яттю без часу очікування C11-С18 A8
Лінія даних 2 B9 B9 +12 V A9 D0
B09 B1 GND A2-A9 Лінія даних 1 I/O CH RDY
Живлення +12 Вольт Контроль готовності каналу введення/виводу SMEMW A10 Дані записуються на згадку (до 1 Mb, S позначає Small) AEN
B11 Address Enabled, контроль за шиною при CPU та DMA-контролері SMEMR Дані зчитуються з пам'яті (до 1 Mb, S означає Small) A12 A19
B12 Адресна лінія 20 IOW Дані записуються в I/O-порт A13 A18
B13 Адресна лінія 19 IOR Дані читаються з I/O-порту A14 A17
B14 Адресна лінія 18 DACK3 DMA-Acknowledge (підтвердження) 3 A15 A16
B15 Адресна лінія 17 DRQ3 A15 DMA-Acknowledge (підтвердження) 3 Запит DMA 3
B16 Адресна лінія 16 DACK1 A14 Дані читаються з I/O-порту Адресна лінія 15
B17 IRQ1 Запит переривання 1 A13 Дані записуються в I/O-порт Адресна лінія 14
B18 REFRESH Регенерація пам'яті A12 Дані зчитуються з пам'яті (до 1 Mb, S означає Small) Адресна лінія 13
B19 CLC Системний такт 4.77 МГц A20 A10 Адресна лінія 12
B20 IRQ7 Запит переривання 7 A21 A2-A9 Адресна лінія 11
B21 IRQ6 Запит переривання 6 A22 +12 V Адресна лінія 10
B22 IRQ5 Запит переривання 5 A23 Комунікація з пам'яттю без часу очікування Адресна лінія 9
B23 IRQ4 Запит переривання 4 A24 -12 V Адресна лінія 8
B24 IRQ3 Запит переривання 3 A25 Запит DMA 2 Адресна лінія 7
B25 DACK2 DMA-Acknowledge (підтвердження) 2 A26 -5 V Адресна лінія 6
B26 T/C Terminal Count, сигналізує кінець DMA-трансформації A27 Каскадування другого контролера переривань Адресна лінія 5
B27 ALE Address Latch Enabled, розстиковка адреса/дані A28 +5 V Адресна лінія 4
B28 B3 B3 A29 Сигнал Reset Адресна лінія 3
Address Latch Enable OSC Такт осцилятора (14.31818 MHz) A30 Контакт Адресна лінія 2
B30 B1 GND A31 A0 Адресна лінія 1
C11-С18 MEM CS 16 Memory Chip Select (вибір) B31 SBHE System Bus High Enabled, сигнал для 16-розрядних даних
D1 I/O CS 16 I/O-карта з 8 біт/16 біт переносом C2 LA23 Адресна лінія 24
D3 IRQ10 Запит переривання 10 C3 LA22 Адресна лінія 23
D4 IRQ11 Запит переривання 11 C4 LA21 Адресна лінія 22
D5 IRQ12 Запит переривання 12 C5 LA20 Адресна лінія 21
D6 IRQ13 Запит переривання 13 C6 LA19 A19
D7 IRQ14 Запит переривання 14 C7 LA18 A18
D8 DACK0 DMA-Acknowledge (підтвердження) 0 C8 LA17 A17
D9 DRQ0 Запит DMA 0 C2-C8 MEMR Читання даних із пам'яті
D10 DACK5 DMA-Acknowledge (підтвердження) 5 C9 MEMW Запис даних у пам'яті
D11 DRQ5 Запит DMA 5 C11 SD8 Лінія даних 9
D12 DACK6 DMA-Acknowledge (підтвердження) 6 C12 SD9 Лінія даних 10
D13 DRQ6 Запит DMA 6 C13 SD10 Лінія даних 11
D14 DACK7 DMA-Acknowledge (підтвердження) 7 C14 SD11 Лінія даних 12
D15 DRQ7 Запит DMA 7 C15 SD12 Лінія даних 13
D16 B3 B3 C16 SD13 Лінія даних 14
D17 MASTER Сигнал Busmaster C17 SD14 Лінія даних 15
D18 B1 GND C18 SD15 Лінія даних 16

Реалізація bus mastering не була особливо вдалою, оскільки, наприклад, запит на звільнення шини (Bus hang-off) до поточного bus master оброблявся кілька тактів, до того ж кожен master мав періодично звільняти шину, щоб дати можливість провести оновлення пам'яті (memory refresh ), чи сам проводити оновлення. Для забезпечення зворотної сумісності з 8-бітними платами більшість нових можливостей було реалізовано шляхом додавання нових ліній. Так як АТ був побудований на основі процесора Intel 80286, який був суттєво швидше, ніж 8088, довелося додати генератор станів очікування (wait-state generator). Для обходу цього генератора використовується вільна лінія (контакт В8) 8-бітної вихідної шини. При встановленні цієї лінії 0 такти очікування пропускаються. Це дозволило розробникам робити як 16-бітові, так і 8-бітові швидкі плати.

Новий слот містив 4 нові адресні лінії (LA20-LA23) та копії трьох молодших адресних ліній (LA17-LA19).

Передача байта даних по шині ISA відбувається так: спочатку на адресній шині виставляється адреса осередку RAM або порту пристрою вводу/виводу, куди слід передати байт, потім лінії даних виставляється байт даних. Наводиться затримка тактами очікування і подається сигнал на передачу байта (строб запису), причому невідомо, встигли записатися дані чи ні. Тому тактова частота шини обрана 8.33 MHz, щоб навіть найповільніші пристрої гарантовано могли зробити по шині обмін даними (командами).

Пропускна здатність у своїй склала 5.3 Mb/s.

Незважаючи на відсутність офіційного стандарту та технічних "родзинок", шина ISA перевершувала потреби середнього користувача 1984 року, а популярність IBM AT на ринку масових комп'ютерів призвела до того, що виробники плат розширення та клонів AT прийняли ISA за стандарт. Така популярність шини призвела до того, що слоти ISA досі присутні на багатьох сучасних системних платах, і карти для шини ISA все ще виробляються (саме тому ми й представили так детально розпаювання 16-розрядної шини ISA).

Правда, в останніх специфікаціях комп'ютерного обладнання почали відмовлятися від старої шини (все-таки понад 15 років у галузі комп'ютерної індустрії – це величезний термін). Але вся справа в тому, що у користувачів за цей час накопичилося безліч різноманітних плат з ISA-інтерфесом, і навряд чи вони забажають легко з ними розлучитися. Тим більше, що такі низькошвидкісні пристрої як, наприклад, модеми або повільні мережеві плати не вимагають високої пропускної спроможності шини, і застосування більш сучасних інтерфейсів не дає їм якихось особливих переваг. І ніхто не забороняє виробникам материнських плат ставити на свої вироби один-два великі чорні слоти, тим більше що при тенденції плати з підтримкою ISA, що намітилася, можуть користуватися підвищеним попитом у власників старих карт. Так що ISA, мабуть, ще не пішла і не так скоро піде зі своїх насиджених позицій, як це може здатися на перший погляд.

Шина EISA Необхідність підвищення продуктивності поряд із забезпеченням сумісності призвела до подальшого розвитку шини ISA. Тому у вересні 1988 року Compaq, Epson, Hewllett-Packard, NEC, Wyse, Zenith, Olivetti, AST Research та Tandy представили 32-розрядне розширення шини з повною зворотною сумісністю, яке отримало назву EISA ( Extended ISA

  • Слот EISA повністю сумісний із слотом ISA.
  • Як і у випадку 16-розрядного розширення, нові можливості забезпечувалися шляхом додавання нових ліній. Оскільки далі подовжувати роз'єм ISA було нікуди, розробники знайшли оригінальне рішення: нові контакти були розміщені між контактами шини ISA і були доведені до краю роз'єму. Спеціальна система виступів на роз'ємі та щілин у відповідних місцях на EISA-картах дозволяла їм (картам) глибше заходити до роз'єму та приєднуватися до нових контактів.
  • На першому поверсі (верхньому) цієї двоповерхової конструкції знаходяться контакти вже відомої ISA, у той час як на другому поверсі нижньому знаходяться нові висновки EISA. З цієї причини в слоти EISA можуть вставлятися і ISA-картки (останні не повністю входитимуть у роз'єм, так як вони не мають прорізи)
  • EISA є 32-розрядною шиною, що у поєднанні з 8.33 MHz"ами дає пропускну здатність в 33 Mb/s
  • 32-розрядна адресація пам'яті дозволяла адресувати до 4 Gb пам'яті (як і розширення ISA, нові адресні лінії були без затримки) Автоналаштування плат розширення, а також можливість їх конфігурації не за допомогою перемикачів DIP, а програмноПідтримка можливості задання рівня дворівневого ( edge-triggered) переривання, що дозволяло кільком пристроям використовувати одне переривання, як і у випадку багаторівневого (
  • level-triggered
  • ) переривання

Підтримка multiply bus master

Шина EISA надає великі переваги при використанні кеш-пам'яті

  1. Як видно з викладеного опису, для тогочасних потреб цього було цілком достатньо.
  2. Важливою особливістю шини була можливість для будь-якого bus master звертатися до будь-якого пристрою пам'яті або периферійного пристрою, навіть якщо вони мали різні розряди шини. Говорячи про повну зворотну сумісність з ISA, слід зазначити, що ISA-картки, природно, не підтримували поділ переривань, навіть будучи вставленими в EISA-конектор. Що стосується підтримки multiply bus master, то вона була покращеною і доповненою версією такої для ISA. Також були присутні чотири рівні пріоритету:
  3. Схеми оновлення пам'яті

Процесор Адаптери шиниБув також арбітр шини EISA - так званий контролер перефірій (ISP, Integrated System Peripheral(BMIC), яке стежило за тим, щоб master не сидів на шині. Через певну кількість тактів master знімався з шини і генерувалося переривання, що не маскується.

Я не наводитиму призначення висновків EISA-слота, оскільки шина EISA не набула такого великого поширення, як ISA, і вже давно вимерла. Знайти її можна хіба що лише у досить давніх комп'ютерах.

 


Читайте:



Як на смартфоні Нокіа Х2 дві сім карти встановити свою мелодію на потрібний контакт

Як на смартфоні Нокіа Х2 дві сім карти встановити свою мелодію на потрібний контакт

ibnlive.in.com Як поставити мелодію на Нокіа Люмія? Люди ставлять це питання відразу після покупки телефону. Адже, як правило, у всіх сучасних...

Безкоштовні програми для Windows скачати безкоштовно

Безкоштовні програми для Windows скачати безкоштовно

Microsoft .NET Framework розроблена для програм, які працюють на архітектурі ".NET". Перша її версія вийшла в 2002-му році як аналог...

Як записати будь-який ISO-образ на флешку

Як записати будь-який ISO-образ на флешку

Привіт, друзі! Сьогодні знову поговоримо про створення завантажувальної флешки. Як створити завантажувальний USB-пристрій? З якою метою його використовувати...

Дзвінки з невідомих номерів

Дзвінки з невідомих номерів

Останнім часом у Росії користувачі зіткнулися з новим видом спаму, при якому абоненту постійно дзвонять і скидають з невідомих...

feed-image RSS