Вопрос №4 Интерфейсные схемы. Chipset. Назначение, структурная схема. Характеристики.

ChipSet - набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, таймеры, систему управления специально разработанных для "обвязки" микропроцессора. Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, памятью и шиной - все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - клавиатурный контроллер, однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали включаться и контроллеры внешних устройств. Внешне микросхемы Chipset'а выглядят, как самые большие после процессора, с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен. Интерфейсные схемы.

Все компоненты компьютерной системы соединяются между собой через стандартные интерфейсы.

ISA – 5.5 Мб/с

EISA – 32 Мб/с

MCA (Microchannel Architecture) – 10 Мб/с (для компьютеров PS/2)

VLB (Vesa Local Bus) – 130 Мб/с. Расширение шины ISA - для графических работ или с видеокартами.

Потенциальные возможности эффективности компьютерной системы во многом определяется установленным на системной плате набором системных микросхем, часто называемых чипсет. Они обеспечивают работу процессора системной шины интерфейса взаимодействия с оперативной памятью и другими комплектующими компьютера.

Многие наборы содержат две базовые микросхемы:

1. северный мост (north bridge)

2. южный мост (south bridge)

Северный мост обычно обеспечивает управление AGP шины системной памяти, шиной PCI и взаимодействия с системной шиной процессора GLT⁺.

Южный мост управляет интерфейсами: USB, IDE, ACPI , контроллерами клавиатуры, мыши, FDD.

Оба моста соединены шиной PCI или какой-либо другой.

Другой вариант системного набора имеет узловую (hub) архитектуру. Ее основу составляет 3 микросхемы. Контроллер памяти управляет шинами: системной, памяти, AGP, узловой – соединены все контроллеры.

Контроллеры ввода/вывода управляют интерфейсами: PCI, USB, IDE, клавиатуры, мыши, АС’97. Третий узел содержит BIOS и генератор случайных чисел.

Некоторые наборы имеют преобразователь шины памяти МТН, позволяющий вместо DRDRAM использовать SDRAM.

Вопрос №5 Контроллеры гибких и жестких дисков. Проблема ограничения емкости дисков, режимы работы жестких дисков.

Контроллер диска - это специальное устройство, предназначенное для подключения жестких и гибких дисков к компьютеру. Контроллер выполняет всю работу по обмену данными между компьютером и дисками. Физически контроллер может быть выполнен в виде отдельной платы, вставляемой в слот расширения материнской платы компьютера, или может быть расположен непосредственно на материнской плате. Обычно один контроллер диска можно использовать для подключения двух жестких и двух гибких дисков. Без использования дополнительных программных средств операционная система может задействовать два накопителя на жестких дисках и два накопителя на гибких дисках.

Существует несколько типов контроллеров диска, отличающихся по способу подключения к дисководам, протоколу обмена данными между контроллером и накопителем на магнитных дисках, скоростью передачи данных и другими характеристиками.

Ограничение емкости жестких дисков:

	АТА		BIOS
	Разрядность	Количество	Разрядность	Кол
Цилиндры (С)	16	65535	10	1023
Головки (Н)	4	15	8	255
Секторы (S)	8	256	6	64

V = C*H*S*512 = 500Мб

Интерфейс IDE и SATA.

Вопрос №6 Конструктивное исполнение шин, особенности использования, режимы работы PCI Express, USB.

PCI Express

В спецификации интерфейса предусмотрены следующие уровни:

1. физический

2. Данных

3. Транзакции

4. драйверов

5. конфигурационный

Физической основой PCI Express является низковольтные дифференциальные линии связи по одной паре для передачи и приема.

Масштабируемость достигается кратными (2,4,8,16,32) увеличениями числа линий.

Между участниками обмена данными устанавливается выделенный канал связи, ширина которого и частота определяются устройствами в процессе инициализации, а также определяется формат передаваемых данных 8 или 10 бит.

Полоса пропускания самого узкого канала 2,5 Гбит/с в каждом направлении.

На уровне данных формируются пакеты для передачи по выделенному каналу и добавляется контрольная сумма.

На уровне транзакции определяется готовность буфера принимающего устройства, адресуется и пересылается пакет, проверяется его получение и происходит повтор, при обнаружении сбоя система адресации и команд включает 3 стандартных поля совместимых с интерфейсом PCI, а также дополнительное поле сообщений. В этом поле размещаются команды, требующие немедленного выполнения (приоритетное выделение канала, прерывание, сброса и т.д.).

На уровне драйверов и конфигураций архитектура PCI Express полностью совместима с интерфейсом PCI. Помимо оконечных устройств, архитектурой интерфейса предусмотрено наличие контроллеров, мостов и переключателей, позволяющих организовать сложную топологию каналов и обеспечить совместимость с другими интерфейсами.