10) Порт agp

AGP-(Accelerated Graphics Port) – ускоренный графический порт. Главное преимущество – это пропускная способность 1066 МБ/с. Этот интерфейс был разработан для решения двух проблем связанных с обработкой 3Д графики:

3Д графика требует выделять больше памяти для хранения данных текстур и Z-буфера.

Интерфейс AGP обеспечивает прямое соединение между графической подсистемой и ОП (выполняются требования вывода 3Д графики в режиме реального времени). Через AGP порт возможно подключение единственного типа устройств – это графические платы.

Последние экземпляры AGP работали на частоте 133 МГц.

Спецификация AGP базируется на стандарте PCI, но имеет отличия:

Шина способна передавать 2,4,8 блоков данных за 1 цикл.

Устранена мультиплексированность линий адреса и данных.

Её отличия от предшественницы, шины PCI:

работа на тактовой частоте 66 МГц;

увеличенная пропускная способность;

режим работы с памятью DMA и DME;

разделение запросов на операцию и передачу данных;

возможность использования видеокарт с большим энергопотреблением, нежели PCI

PCI Express

PCI Express— компьютерная шина, использующая программную модель шины PCI и высокопроизводительный физический протокол, основанный на последовательной передаче данных.

В отличие от шины PCI, использовавшей для передачи данных общую шину, PCI Express, в общем случае, является пакетной сетью с топологией типа звезда, устройства PCI Express взаимодействуют между собой через среду, образованную коммутаторами, при этом каждое устройство напрямую связано соединением типа точка-точка с коммутатором.

Кроме того, шиной PCI Express поддерживается:

горячая замена карт;

гарантированная полоса пропускания (QoS);

управление энергопотреблением;

контроль целостности передаваемых данных.

Разработка стандарта PCI Express была начата фирмой Intel после отказа от шины InfiniBand. Официально первая базовая спецификация PCI Express появилась в июле 2002 года.

Шина PCI Express нацелена на использование только в качестве локальной шины. Так как программная модель PCI Express во многом унаследована от PCI, то существующие системы и контроллеры могут быть доработаны для использования шины PCI Express заменой только физического уровня, без доработки программного обеспечения. Высокая пиковая производительность шины PCI Express позволяет использовать её вместо шин AGP и тем более PCI и PCI-X. Ожидается, что PCI Express заменит эти шины в персональных компьютерах.

Уровни:

На физическом уровне линия PCI Express представляет собой две низковольтные дифференциальные пары проводов. Использование именно низковольтных дифференциальных сигналов (когда уровень сигнала в одном проводе измеряется относительно уровня сигнала в другом проводе) позволяет уменьшить влияние электромагнитных помех. Кроме того, с целью увеличения помехоустойчивости при передаче используется кодирование 8b/10b, которое производится на подуровне PCS.

При приеме данные на физическом уровне претерпевают обратный порядок преобразования, то есть первоначально данные с частотой 2,5 ГГц поступают в дифференциальный приемник, после чего преобразуются к параллельному 10-битному интерфейсу. По этому интерфейсу данные, уже с частотой 250 МГц, подвергаются декодированию 10b/8b и по 8-битному интерфейсу поступают в блок преобразования к параллельному 16-битному типу. По 16-битной шине с частотой 125 МГц данные передаются на верхние уровни.

Уровень представления данных отвечает за достоверность получаемых данных. На этом уровне каждому пакету присваивается свой порядковый номер и добавляется контрольная сумма CRC. При приеме данных на уровне представления контрольная сумма проверяется и, если пакет данных регистрируется как битый, формируется запрос на повторную передачу пакета.

Уровень транзакций получает запросы на запись или чтение от программного уровня и формирует пакеты запросов на передачу. Некоторые запросы требуют подтверждения, и уровень транзакций также получает ответные пакеты от уровня представления данных.

На уровне транзакций каждый пакет данных снабжается заголовком, в котором содержится уникальный идентификатор пакета, а также степень приоритета пакета.

Вопрос №11 (PCI Express)

Причина появления этой шины:

Необходимо наращивать производительность всех компонентов ПК, и это достигается в основном за счет увеличения тактовых частот, что приводит к увеличению влияния помех.

Потому, в успех создания высокопроизводительного интерфейса, они проектируют (ориентируются) на последовательный способ передачи, на базе дифференциальных линий. Кроме того последовательная шина позволит легко организовать масштабиуемость.

1 ОС и приложения (протокол PCI PnP)

2 Драйвера (протокол драйвера PCI)

3 Транзакция (протокол упаковки данных и маршрутизация)

4 Сетевой уровень (интеграция данных)

5 Физический уровень (последовательный канал «точка-точка»)

6 Механические компоненты (слоты, шины, форм-фактор)

На самом верхнем уровне располагаются прикладные команды, использующие PCI устройства. Для них в архитектуре ничего не меняется. Т.е. при обмене данными приложения просто обращаются к ОС.

На этом уровне архитектура полностью совместима с инт.PCI, и потому яв-я прозрачной для любой ОС, поддерживающей PCI, тем самым обеспечена поддержка спецификации ASPI и PnP, без доработки программных компонентов.

Транзакция – логич. Единица работы, сост. Из запроса, или запросов, и результатов его обработки. На этом уровне происходит первоначальная упаковка данных, передача их конкретному получателю, и контроль доставки сообщения.

Указывается физич. Адрес назначения пакета получив адрес контроллеры шины принимают решения о направлении пакета в конкретную физическую линию. Располагаются коды обнаружения и исправления ошибок в принятом пакете CRC, номер пакета пр. атрибуты.

в основании архитектурной модели размещается физическая реализация шины передачи данных; две дифф. Пары проводников с импедансом 50 Ом.

В качестве рабочих напряжений выбраны уровни: логический 0 (от 0,2 до 0,4 В) и логическая 1 (от 0,4 до 0,8 В). На пряжение питания 0,8 В. Интерфейс позволяет объединить в шину несколько независимых линий передачи данных (1,2,4,8,16,32). Данные распределяется поровну между линиями по схеме: 1 байт на 1 линию, 2 байт на 2 линию.

А11 и В11: напряжение питания (+12В,+3,3В); GND; WARE#; PRSNT1#-сигнал обнаружения при гор.замене;PERST-сброс карты;SMB_CLK,SMB_data.

А12 ,В12 и далее: PETp0, PETn0 – выходы передачи сигнальных пар 0; PERp0,PERn0 – выходы приемников сигнальных пар 0;PRSNT2# - (аналогичко с 1);REFCLKI-сигналы опорной частоты.

Вопрос №12 (Hyper Transport)

Этот высокопроизводительный интерфейс предназначен для использования в качестве внутренней шины сист.платы для соединения процессоров между собой(многопроцессорные системы), а так же в качестве сист. Шины и шины чипсета (для плат с CPU AMD)

Уровни:

на физическом уровне шина представлена линиями данных, управления, тактовыми, а также контроллерами и стандартными электрическими сигналами;

на уровне передачи данных определяется порядок инициализации и конфигурирования устройств, установления и прекращения сеанса связи, циклического контроля адекватности данных, выделения пакетов для передачи данных;

на уровне протокола определены команды выделения виртуальных каналов связи, правила управления потоком данных;

на уровне транзакций команды протокола конкретизированы в управляющие сигналы, например чтения или записи;

на уровне сессии определены правила управления энергопотреблением и прочие команды общего характера.

ДИфф линии:

Согласно спецификациям, шина может работать на тактовой частоте до 1,4 Ghz, а шина HT 3.0 до 2(2,4)ГГц. Передача инф-и осуществляется на обоих фронтах тактового сигнала, т.е. эфф. Частота шины вдвое больше физической. -> МАХ пропускная способность в обоих направлениях достигает 22,4 Гб\с.

Вопрос №13. (интерфейс ATA)

АТА— параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 1990-е годы был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется своим последователем — SATA и с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).

Первоначальные расширения ATA для работы с приводами CD-ROM не обладали полной совместимостью и являлись фирменными. В результате, для подключения CD-ROM было необходимо устанавливать отдельную плату расширения, специфичную для конкретного производителя, например для Panasonic (существовало не менее 5 специфичных вариантов ATA, предназначенных для подключения CD-ROM). Некоторые варианты звуковых карт, например Sound Blaster, оснащались именно такими портами.

Для подключения жёстких дисков с интерфейсом PATA обычно используется 40-проводный кабель (именуемый также шлейфом). Каждый шлейф обычно имеет два или три разъёма, один из которых подключается к разъёму контроллера на материнской плате (в более старых компьютерах этот контроллер размещался на отдельной плате расширения), а один или два других подключаются к дискам. В один момент времени шлейф P-ATA передаёт 16 бит данных. Иногда встречаются шлейфы IDE, позволяющие подключение трёх дисков к одному IDE каналу, но в этом случае один из дисков работает в режиме read-only.

Долгое время шлейф ATA содержал 40 проводников, но с введением режима Ultra DMA/66 (UDMA4) появилась его 80-проводная версия. Все дополнительные проводники — это проводники заземления, чередующиеся с информационными проводниками. Такое чередование проводников уменьшает ёмкостную связь между ними, тем самым сокращая взаимные наводки. Ёмкостная связь является проблемой при высоких скоростях передачи, поэтому данное нововведение было необходимо для обеспечения нормальной работы установленной спецификацией UDMA4 скорости передачи 66 МБ/с (мегабайт в секунду). Более быстрые режимы UDMA5 и UDMA6 также требуют 80-проводного кабеля.

Хотя число проводников удвоилось, число контактов осталось прежним, как и внешний вид разъёмов. Внутренняя же разводка, конечно, другая. Разъёмы для 80-проводного кабеля должны присоединять большое число проводников заземления к небольшому числу контактов заземления, в то время как в 40-проводном кабеле проводники присоединяются каждый к своему контакту. У 80-проводных кабелей разъёмы обычно имеют различную расцветку (синий, серый и чёрный), в отличие от 40-проводных, где обычно все разъёмы одного цвета (чаще чёрные).

Вопрос №14 (интерфейс SATA)

SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного интерфейса ATA (IDE), который после появления SATA был переименован в PATA (Parallel ATA).

Спецификации последовательного интерфейса версии 1,0 (150 мб\с) опубиликованных в 2001г, а SATA II (200мб\с) в 2002г, а версии 3,0 (600мб\с)

В наст.вр. интерфейс является основным для подключения накопителей и приводов в современных платформах.

Особенности:

на логическом уровне для передачи данных используются 2х этапное кодирование 8бит\10бит (алгоритм информации)

организация взаимодействия между контроллером и накопителем по принципу «точка-точка»

поддержка технологии горячей замены накопителей

в спецификации SATA приняты меры по уменьшению задержек за счет применения порядка выполнения команд, поддержанные средствами организации очередей команд.

Внедрение интерфейса SATA позволило серьезно повысить эффективность подсистемы накопителей в компьютерных системах.

Дифф.линии:

Вопрос №15 (интерфейс SCSI)

Спецификация SCSI определяет физическую шину в\в, и поддерживаемой ею логический интерфейс для подключения периферийных устройств.

Основная идею разработки: обеспечение возможности подключения разных устройств к единой скоростной шине без необходимости модернизации аппаратной и программной части системы.

К шине могут подключаться: Накопители различного типа, принтеры, сканеры, фото-видео камеры.

В настоящее время SCSI применяется в серверных платформах. Разработан в 70е года (скорость 1,5 мб\с)

Стандарты SCSI: в спецификации отказались от высоковольтных сигналов (5В) и ликвидирована 32 разрядная шина.

Нововведения:

двойная синхронизация

использоване циклических входов CRC , что позволило обнаруживать все одиночные разрядная ошибки, все двойные разрядные ошибки, нечетное число ошибок, и все ошибки пакета длиной до 32 бит

контроль окружения осуществляется в авто режиме, и представляет собой процедуру, проверяющую канал передачи данных на соответствие выбранному режиму. Если будут найдены, то переход в менее скоростной режим.

Пропускная способность 160 мб\с.

Стандарт SPI-3 (двойная синхронизация, пропускн.способность 320 мб\с, частота 80МГц).

Стандарт SPI-5 (640мб\с, аппаратура на этом стандарте была не реализована, т.к. появился стандарт Serial SCSI, или SAS).