Perifērijas ierīces

Sistēmas plate.

Kopnes

Kas tas ir?

   Kopnes – sakaru kanāli, kuri nodrošina datora sastāvdaļu savstarpējo darbu Elektrisko signālu vadītāju (vadu) komplekts, pa kuru notiek informācijas apmaiņa starp dažādiem datora funkcionālajiem blokiem (procesoriem, atmiņu, pieslēgvietām, ārējo iekārtu vadības ierīcēm u.c.).

Personālajos datoros parasti izmanto standartizētās kopnes, ko veido trīs dažādu kopņu apvienojums. Pa tām tiek pārsūtīti dati (datu kopne), informācija par datu atrašanās vietu (adrešu kopne) un vadības informācija (vadības kopne).

Parametri

   Takta frekvence (MHz, GHz) kategorialitāte – bitu - kanālu skaits datu pārraidei (8, 16, 32, 64) Ātrums = bitu skaits * frekvence. Piem. 64 bitu kopne kura strādā ar frekvenci 100MHz: 64*100=6400Mbit/S =800Mb/S Katrai kopnei savs kontrolieris (iebūvēts čipsetā, var būt arī atsevišķa plate)

Sistēmkopne. ( Front side bus -FSB )

  Maģistrāle starp CPU un čipsetu Visas kopnes strādā uz savas frekvences, kuras var veidoties no FSB frekvences vai ir pilnīgi neatkarīgas. CPU frekvenci nosāka FSB un reizinātāja koeficients. Veciem datoriem atmiņas frekvence sakrita ar FSB. Mūsdienas datoriem atmiņas un FSB frekvences mēdz atšķirties. Arī ISA, PCI, AGP frekvences agrāk bija saistītas ar FSB. Mūsdienas datoriem kopnes frekvences var būt pilnīgi neatkarīgas

Populārākas kopnes.

 ISA. (Industry Standard Architecture, ISA bus ) 8, 16 bitu kopne IBM savietojamiem datoriem Interfeiss - 62 vai 98 kontaktu ligzda 1981.g. – (XT) 8 bitu kopne, ātrums – 4.7Mb/s 1984.g. – (AT) 16 bitu kopne, - 8Mb/s 1993.g. MS un Intel – ISA PnP – tagad pati var piešķirt adreses sistēmas pārtraukumiem (IRQ)

Populārākas kopnes.

 MSA(Micro Channel Architecture). 1986. Intel izlaida 32 bitu CPU (80386) Lai realizēt tas iespējas nepieciešama bija 32 bitu kopne – IBM publicē informāciju par MCA kopni. Kopne ļāva veikt informācijas apmaiņu starp dažādam iekārtam, kuri pieslēgti pie vienas kopnes, bez CPU iejaukšanas. Kopne MCA nebija sinhronizēta ar procesoru, tāpēc samazinājās konfliktu iespējas starp iekārtam. Kopne deva iespēju realizēt PnP tehnoloģijas

Populārākas kopnes.

 EISA(Extended Industry Standard Architecture, pilnveidota ISA) kopne (COMPAQ) 1988.g. izstrādāja 32 bitu kopne EISA. Arhitektūra palika veca (ISA) frekvence – 8.33MHz, ātrums palielinājās (33 Mb/s). EISA kopne ir ātrākā un daudz lētāka par MCA

Populārākas kopnes.

 VESA (Video Electronics Standards Association) Kopne pieslēdzas pie lokālās kopnes un tāpēc var strādāt vai nu ar sistēmas kopnes frekvenci (sinhroni), vai ar pašas VL kopnes frekvenci (asinhroni). Kopne VL izmanto papildslotu, kas ir pielikts cita slota galā – to izmanto pārī ar citu, parasti 16-bitu, ISA slotu. Uz ISA slotu kopne VL uzliek visas vadības pamatfunkcijas (ievades/izvades adresāciju, pārtraukumus, tiešu pieeju pie atmiņas utt.). VL kopnes slots pārzina tikai specifiskās VL iekārtu funkcijas.



Populārākas kopnes.

PCI (Peripheral component interconnect) kopne. 1992.g. - Special Interest Group (INTEL) Realizēta tehnoloģija Host Bridge lai pieslēgt iekārtas pie sistemkopnēs. PCI kopne ir tilts starp ISA un CPU. Frekvence – 33, 66 MHz, 32 vai 64 biti, ātrums 132 vai 264 Mb/s. PnP. Pieņemamas izmaksas. PCI var uzstādīt uz sistēmas plates vai eksistēt kopā ar citām paplašinājuma kopnēm, ieskaitot VL, MCA un EISA. Tāda elastība ļāva sistēmas plates lietotājiem radīt dažādas “pārejas plates” (kas pieļauj jaunāko kopni izmantošanu jebkuram vecam aprīkojumam).

Kopnes PCI iespējas

     PCI paplašinājuma sloti pieslēdzas pie PCI kopnes, kas kalpo kā starpnieks starp PCI iekārtām un sistēmas kopni. PCI kopnes vadīšanas iespējas būtiski pārsniedz mikroshēmas 8237 DMA analoģiskas iespējas. DMA datu pārraide ir ierobežota ar 8 vai 16 bitiem.

PCI iekārtām datu pārraidei ir pieejami 32 biti ārējās datu kopnes.

Divas PCI iekārtas var savā starpā apmainīties ar datiem, kamēr CP aizņem datu kopni (ja CP šajā mirklī nesavienojas ar citu PCI iekārtu).

PCI kopne ir būtiski atdalīta no sistēmas kopnes, tāpēc divas PCI iekārtas var apmainīties ar datiem tajā pašā laikā, kad CP izmanto sistēmas kopni, lai piekļūtu ne pie PCI iekārtam 1999.g. kompānijas IBM, Compaq u.c. piedāvāja jauno PCI versiju – PCI-X.

Pārskats par PCI versijām

Kopnes un galvenie raksturlielumi.

 Par pareizo PCI kopnes darbu atbild ziemeļu tilts - North Bridge  No apskatītām kopnēm mūsdienās turpina izmantot tikai PCI

Jaunākas paaudzes kopnes

 AGP (Accelerated Graphics Port) - paātrinātais grafiskais ports. Neatkarīgs no PCI kopnes.     AGP 1.0 (1x, 2x)– 1996.gadā. 66,66 MHz. 32 bitu kopne (U=3.3V) AGP 2.0 (2x, 4x) – 1998.g. 66,66 MHz. (U=1.5V) 32 bitu kopne Ātrums - 533 Mb/s (2х) un 1066 Mb/s (4х) AGP 3.0 (8x) 64 bitu kopne Ātrums līdz 2Gb/s. Ir iespēja izmantot 2 video iekārtas, (līdzīgi ka ATI CrossFire, Nvidia SLI) taču ražotāji šo iespēju neizmantoja AGP Pro . Mūsdienas videokartes prasa lielāko jaudu (vairāk par 40Wt), tapec tika izstrādāts standarts AGP Pro ar papildkontaktiem. (1x,2x,4x – cik reizes vienā ciklā notiek informācijas pārraide)

AGP Modifikācijas ar atslēgām (key)

PCI EXPRESS

  2002.gadā tika izstrādāta un standartizēta jauna datorkopne PCI Express (pazistama ari kā PCIe, PCI-E, 3GIO) Pilns nosaukums – 3.paaudzes Input-Output kopne (3rd Generation I/O). Iesāka kopnes izstrādi firma Intel. Pašlaik ar šī standarta attīstību nodarbojas speciāla grupa (PCI Special Interest Group http://www.pcisig.com

) PCI Express kopne izmanto zvaigznes topoloģiju, un katra pieslēgta ierīce pa taisno savienojas ar komutatoru (saikne punkts-punkts).

PCI Express atbalsta:

    „Karsto” iekārtu maiņu (neizslēdzot datoru) Garantēto datu caurlaidību (QoS) Energo patēriņa režīma kontrole Pārraidītas informācijas kontrole 2007.g. PCI-SIG izlaida PCI Express 2.0 specifikāciju. Galvenais sasniegums - tika palielināta maksimāla datu caurlaidība (līdz 5Gb/s) 2009.gadā plānota PCI Express 3.0 specifikācijas publicēšana. Nozare, kur visvairāk mūsdienās izmanto PCI Express iespējas, ir jaunas paaudzes videoiekārtu ražošana.

. Mērogojamie PCI Express sloti

  Savienojums starp 2 PCI Express iekārtam saucas link. Tadi savienojumu varbūt vairāki -1x, 2x, 4x, 8x, 16x un 32x.

Jebkurā PCI Express iekārta ar zemāko atbalstīto savienojumu skaitu varēs normāli strādāt slotā kurš atbalsta vairāk savienojumus. Tas nozīme ka piemēram 1x iekārta varēs korekti strādāt jebkurā slotā

    

USB

Universal Serial Bus „universālā seriālā kopne” Seriālās kopnes standarts perifērijas iekārtu pieslēgšanai datoram vai citai iekārtai Šī kopne mūsdienās kļuva par vispopulārāko kopni. To var izmantot ar visdažādākajām perifērijas iekārtām, ieskaitot peli, tastatūru, kursorsviru, skeneri, audio iekārtas, ciparu kameras un daudzas citas. USB nodrošina plug'n'play (pievienojot ierīci, operētājsistēma automātiski mēģina atrast tai draiverus) un hotplug (iekārtas var atslēgt un pieslēgt, neizslēdzot datoru). USB var nodrošināt barošanas spriegumu ierīcēm ar nelielu elektrības patēriņu (5V, līdz 500mA). Maksimālais pieslēgto iekārtu skaits – 127.

USB. Kabeļi un pieslēgvietas.

IEEE 1394 (FireWire, i.LINK, mLAN, Lynx)

 1995.gadā IEEE (Institute of Electrical and Electronics Engineers) pieņēma standartu ar numuru 1394. Dažās kompānijas turpina attīstīt šo standartu zem savas preču zīmēs. APPLE - FirreWare, SONY – i.Link, YAMAHA – mLAN utt. Kompānija SONY izmantoja šo standartu savas videoiekārtas pirms tas bija apstiprināt. Tieši video informācijas pārraidei tas bija domāts pirmatnēji.

         

Kopnes IEEE 1394 plusi:

Digitālais interfeiss – dati tiek pārraidīti bez informācijas zudumiem Neliels izmērs Vienkāršs pieslēgums Karsts pieslēgums – iespēja pārslēgt iekārtas, neizslēdzot datoru Salīdzinoši nelielas izmaksas Iespēja pieslēgt 64 iekārtas Liels ātrums - iespēja apstrādāt multimedījas signālus reāla laika režīmā Atklāta arhitektūra – nav vajadzības izmantot speciālo programmatūru Iespēja pieslēgt iekārtas bez sava barošanas bloka (8-40V, līdz 1.5A) Vienranga topoloģija – visam iekārtām – vienādas tiesības. Iespēja saslēgt iekārtas bez datora palīdzības .

IEEE 1394 specifikācijas

     1995.gads – IEEE 1394. Ātrums - 100, 200, 400 Mbps. Vada garums – 4,5m 2000.gads - IEEE 1394a. Uzlabota iekārtu savietojamība 2002.gads - IEEE 1394b. Jaunie ātrumi S800 – 800Mbps, S1600 – 1600Mbps. Kabeļa garums 50, 70m Izmantojot optisko kabeli – līdz 100m. Atbilstošas ierīces saucas FireWare 800, vai FireWare 1600. Mainījās ari ligzdas un spraudņi bet izmantojot adapterus var pieslēgt pie jaunas kopnes arī vecas iekārtas. 2007.gadā tika piedāvāta specifikācija S3200 ar maksimālo ātrumu 3.2Gbit/s 2004.gads. Apstiprināts standarts IEEE 1394.1. Paredzēts liela mēroga tīklu uzbūvei. Pieslēdzamo iekārtu skaits – 64449.

2006.gads. - IEEE 1394c. Pēc šī standarta apstiprināšanas radīta iespēja izmantot kabeli Cat5e (lokālais tīkls). Faktiski iespējams, izmantojot vienu kabeli, tiek veidoti divi neatkarīgie tīkli. Kabeļa garums – līdz 100m. Ātrums - S800 (800Mbps)

IEEE 1394. Pieslēgvietas.

   4pin - IEEE 1394a bez barošanas. Izmanto videokamerām, portatīviem datoriem. 6pin - IEEE 1394a ar barošanas vadiem. Papildināts ar 2 vadiem iekārtas barošanai. 9pin - IEEE 1394b. Papildus 2 vadi informācijas apmaiņai

USB un IEEE 1394.

     Mūsdienās USB un FireWare ir divas līdzvērtīgas kopnes perifērijas iekārtu pieslēgšanai. Daudzie sistēmplates ražotāji cenšas savos produktos atbalstīt abas kopnes. Lielāka daļa perifērijas ierīču šodien pieslēdzas izmantojot USB interfeisu (skeneri, printeri, peles, tastatūras, ārējie HDD.) Video/audio informācijas pārraidīšanai bieži izmanto IEEE 1394 interfeisu (videokameras, video/audio „iekarošanas” iekārtas utt.) Visslābākais variants, ja sistēmplate atbalsta abas kopnes.