Формирования шинного интерфейса для внешних устройств. Схема. Порядок работы.

Шинный интерфейс – это совокупность аппаратных, программно поддерживаемых средств, обеспечивающих совместимость функциональных модулей (процессора, памяти, устройств ввода-вывода), объединяемых в единую вычислительную систему в соответствии с магистрально-модульным принципом ее организации.Обеспечение совместимости рассматривается в трех аспектах.

Совместимость в функциональном аспекте (функциональная совместимость) предполагает наличие определенного состава сигналов, правил их взаимообусловленности и распределения во времени, обеспечивающих обмен информацией по шине. Все это определяет так называемый протокол шины.

Электрическая совместимость обеспечивается определенными уровнями сигналов, напряжений питания, нагрузочной способности и других характеристик, определяющих возможность взаимодействия устройств со схемотехнической точки зрения.

Механическая совместимость определяется требованиями к конструкторскому исполнению (по форме, габаритам и т.п.) как самих функциональных модулей, вступающих в информационный обмен по шине, так и средств их сопряжения с шиной.

Центральным для шинного интерфейса является понятие шины. Шина - это группа проводников, объединяющая в себе линии, предназначенные для обмена информацией между устройствами компьютера. Следует различать внутренние шины процессора, обеспечивающие информационный обмен между его узлами на микроархитектурном уровне, и внешние (по отношению к процессору), так называемые системные шины.

Основные шинные интерфейсы материнских плат:

LPT (Интерфейс Centronics). Основным назначением интерфейса Centronics (отечественный аналог — стандарт ИРПР-М) является подключение к компьютеру принтеров различных типов. В то же время, с помощью данного интерфейса можно подключать к компьютеру и многие другие стандартные внешние устройства (например, сканеры, дисководы и т.д.), а также нестандартные внешние устройства.

Формирование и прием сигналов интерфейса Centronics производится путем записи и чтения выделенных для него портов ввода/вывода. В компьютере может использоваться три порта Centronics, обозначаемых LPT1 (базовый адрес 378), LPT2 (базовый адрес 278) и LPT3 (базовый адрес 3BC).

Интерфейс RS-232C. предназначен для подключения к компьютеру стандартных внешних устройств (принтера, сканера, модема, мыши и др.), а также для связи компьютеров между собой. Основными преимуществами использования RS-232C по сравнению с Centronics являются возможность передачи на большие расстояния (по стандарту длина соединительного кабеля может доходить до 15 метров) и гораздо более простой кабель (с меньшим количеством проводов).

PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт подключения внешних устройств, введенный в ПК на базе процессора Pentium. По своей сути, это интерфейс локальной шины с разъемами для подсоединения внешних компонентов. Данный интерфейс поддерживает частоту шины до 66 МГц и обеспечивает быстродействие до 264 Мбайт/с независимо от количества подсоединенных устройств. Важным нововведением этого стандарта является поддержка механизма plug-and-play.

FSB (Front Side Bus). Начиная с процессора Pentium Pro для связи с оперативной памятью используется специальная шина FSB. Эта шина работает на частоте 100-133 МГц и имеет пропускную способность до 800 Мбайт/с.

AGP (Advanced Graphic Port). Специальный шинный интерфейс для подключения видеоадаптеров.

USB (Universal Serial Bus). Стандарт универсальной последовательной шины определяет новый способ взаимодействия компьютера с периферийным оборудованием. Он разрешает подключать до 256 разных устройств с последовательным интерфейсом, причем устройства могут подсоединяться цепочкой. Производительность шины USB относительно небольшая и составляет 1, 55 Мбит/с. Среди преимуществ этого стандарта следует отметить возможность подключать и отключать устройства в " горячем режиме" (то есть без перезагрузки компьютера), а также возможность объединения нескольких компьютеров в простую сеть без использования специального аппаратного и программного обеспечения.

Serial ATA (SATA). стандарт SATA подразумевает последовательную передачу данных, а потому в кабелях передачи данных используются всего две дифференциальные пары. Одна из них работает на передачу, а другая - на прием. Всего же в кабеле SATA допускается использование 7 проводников, три из которых " земля". Максимальная длина кабеля при этом составляет 1 м.