Периферийные шины

Периферийные шины гораздо более разнообразны.

Периферийные шины IDE (Integrated Drive Electronics), ATA (AT Attachment — подключаемый к AT), EIDE (Enhanced IDE), SCSI (Small Computer System Inter­face) используются чаще всего в качестве интерфейса только для внешних запо­минающих устройств.

Интерфейс АТА,широко известный и под именем Integrated Drive Electronics (IDE),предложен в 1988 году пользователям ПК IBM PC AT. Он ограничивает емкость одного накопителя 504 Мбайт (по причине организации адресного про­странства в традиционной BIOS «головка-цилиндр-сектор»: 16 головок х 1024 ци­линдра х 63 сектора х 512 байт в секторе = 504 Кбайт = 528 482 304 байт) и обес­печивает теоретическую скорость передачи данных 5-10 Мбайт/с.

Глава 5. Микропроцессоры и системные платы

Существует много модификаций и расширений интерфейсов ATA/IDE. Есть интерфейсы АТА с различными номерами, Fast ATA (тоже с номерами), Ultra АТА (и их несколько) и, наконец, EIDE. Есть также IDE-интерфейсы, поддер­живающие протоколы ATAPI, DMAи т. д. Многие из приведенных названий официально не утверждены, являются торговыми марками, но тем не менее в ли­тературе встречаются часто. Такая массовость названий связана с тем, что в настоя­щее время более 90% всех используемых в персональных компьютерах дисковых интерфейсов относятся к категории IDE.

Кратко рассмотрим некоторые модификации.

Fast ATA-2 или Enhanced IDE (EIDE — расширенный IDE), использующий как традиционную (но расширенную) адресацию по номерам головки, цилиндра и сектора, так и адресацию логических блоков (Logic Block Address — LBA), поддерживает емкость диска до 2500 Мбайт и скорость обмена до 16,7 Мбайт/с. К адаптеру EIDE, поддерживающему стандарт ATAPI, может подключаться до четырех накопителей, в том числе и CD-ROM, и НКМЛ.

ATAPI(ATA Package Interface) — стандарт, созданный с тем, чтобы напрямую подключать к интерфейсу АТА не только жесткие диски, но и дисководы CD-ROM, стримеры, сканеры и т. д. Версии интерфейса АТА-3 и Ultra ATA обслу­живают диски большей емкости, имеют скорость обмена до 33 Мбайт/с, поддер­живают технологию SMART(Self Monitoring Analysis and Report Technology — технологию самостоятельного следящего анализа и отчета), позволяющую устрой­ствам сообщать о своих неисправностях, и ряд других сервисов. Современные версии интерфейса ATA/ATAPI-5, ATA/ATAPI-6 по протоколам UDMA/66 и UDMA/100 обеспечивают пиковую пропускную способность 66 и 100 Мбайт/с, соответственно.

UDMA(Ultra Direct Memory Access) — режим прямого доступа к памяти. Обыч­ный метод обмена с жестким диском IDE — это программный ввод-вывод, РЮ (Programmed Input/Output), при котором процессор, используя команды вво­да-вывода, считывает или записывает данные в буфер жесткого диска, что отни­мает какую-то часть процессорного времени. Ввод-вывод путем прямого досту­па к памяти идет под управлением самого жесткого диска или его контроллера в паузах между обращениями процессора к памяти, что экономит процессорное время, но несколько снижает максимальную скорость обмена.

На материнских платах реализованы два канала IDE, к каждому из которых воз­можно подключение до двух устройств.

SCSI(Small Computer System Interface) является более сложным и мощным ин­терфейсом и широко используется в трех версиях: SCSI-1, SCSI-2 и SCSI-3. Это универсальные периферийные интерфейсы для любых классов внешних устройств. Фактически SCSI является упрощенным вариантом системной шины компьютера, поддерживающим до восьми устройств. Такая организация требует от устройств наличия определенных контроллеров — например, в жестких дисках SCSI все функции кодирования-декодирования, поиска сектора, коррекции ошибок и т. п. возлагаются на встроенную электронику, а внешний SCSI-контроллер выпол­няет функции обмена данными между устройством и компьютером — часто в ав­тономном режиме, без участия центрального процессора (режимы DMA — пря­мого доступа к памяти, или Bus Mastering — «захватчика», главного абонента

Внутримашинные системный и периферийный интерфейсы

шины). Интерфейсы SCSI-1 имеют 8-битовую шину; SCSI-2 и SCSI-3 — 16- или 32-битовую и рассчитаны на использование в мощных машинах-серверах и рабо­чих станциях. Существует много различных спецификаций данного интерфейса, отличающихся пиковой пропускной способностью, максимальным числом под­ключаемых устройств, предельной длиной кабеля. Так, максимальная пропуск­ная способность может достигать 80 и даже 160 Мбайт/с. В интерфейс SCSI: Plug and Play добавлены средства поддержки технологии Plug and Play — автома­тическое опознание типа и функционального назначения устройств, настройка без помощи пользователя или при минимальном его участии, возможность заме­ны устройств во время работы и т. п. Все SCSI-устройства управляются специ­альным SCSI-контроллером, реализованным чаще в виде отдельной платы рас­ширения, устанавливаемой в свободный разъем на материнской плате. Однако выпускаются и материнские платы со встроенными контроллерами SCSI.

RS-232— интерфейс обмена данными по последовательному коммуникационно­му порту (СОМ-порту). Управление работой СОМ-портов (число которых огра­ничено четырьмя) осуществляется специальной микросхемой UART16550A, расположенной на материнской плате. Физически разъем СОМ-порта может быть 25- или 9-контактным. С помощью данного интерфейса осуществляется работа и подключение таких устройств, как внешний модем, мышь и т. д.

IEEE 1284{Institute of Electrical and Electronic Engineers 1284 — стандарт Институ­та инженеров по электротехнике и электронике 1284) — стандарт, описывающий спецификации параллельных скоростных интерфейсов SPP (Standard Parallel Port — стандартный параллельный порт), EPP (Enhanced Parallel Port — улуч­шенный параллельный порт), ЕСР (Extended Capabilities Port — порт с расши­ренными возможностями), как правило, используемых для подключения через параллельные порты компьютера (LPT-порты) таких устройств, как принтеры, внешние запоминающие устройства, сканеры, цифровые камеры. Со стороны LPT-порта установлен стандартный разъем DB-25 (25 контактов), а со стороны устройства используется разъем типа Centronics. Контроллер параллельного порта размещен на материнской плате.