Стандарти підключення пристроїв єом

Для підключення внутрішніх і зовнішніх пристроїв ЄОМ до мостів шини PCI використовують такі основні шини й інтерфейси:

• шину AGP;

• шину USB;

• шину IEEE 1394 (Fire Wire)

• інтерфейс IDE (ATA);

• інтерфейс SCSI;

• паралельний порт;

• послідовний порт;

• порт PS/2;

Шина AGP. Незважаючи на велику швидкість шини РСІ, її можливостей стає недостатньо в умовах зростаючого навантаження на відеосистему (відео адаптер і монітор), оскільки реалізація тривимірної графіки і відео даних потребують передавання великих обсягів даних між монітором, процесором і оперативною пам’ятьттю. Тому використовують шину AGР (Accelerated Graphics Port – прискорений графічний порт) – канал передавання даних між відео адаптером і RAM фірма Intel у у 1997 р., розробила на основі стандарту РСІ. АGP стандарт призначено для прискорення виведення даних на відео адаптер і підвищення продуктивності комп’ютера у процесі оброблення тривимірних зображень без установлення спеціалізованих дорогих відео адаптерів.

Оскільки шина AGP 32 – розрядна і її тактова частота дорівнює тактовій частоті системної шини, то в стандартному режимі її пропускна здатність 266 Мбайт/с у два перевищує пропускну здатність шини РСІ.

Для підвищення пропускної здатності шини розроблено режим АСРХ2, у якому дані передаються в два рази швидше (532 Мбайт/с). Це досягається за рахунок збільшення тактової частоти відеопроцесора в два рази і можливості керувати зчитуванням-записуванням даних по фронтах і зрізах тактових імпульсів, що дозволяє виконувати дві операції за один такт роботи шини AGP.

У 1998 р. корпорація Іntel розробила нову специфікацію (АGР 2.0) стандарту АGР. Швидкість передавання даних (у режимі Х4) була збільшена ще в два рази порівняно з режимом Х2 і досягла 1064 Мбайт/с. Це більше від пропускної здатності 64-розрядної системної шини, що працює на частотах 66 і 100 МГц. Результатом подальшого розвитку стандарту AGP є режим AGP8Х (специфікація AGP 3.0), у якому пропускна здат­ність збільшилася до 2 Гбайт/с.

Процесор

Системна шина

Кеш

пам’ять

Головний міст

Карта AGP

Порт AGP

Оперативнапам’ять

Пристрої PCI

Відеомонітор

Шина розширення PCI

Міст ISA/USB/IEEE 1394

Шина ISA

Шина IEEE 1394

Пристрої ISA

Пристрої IEEE 1394

Шина USB

Шина

USB

Рис.1.8. Взаємодія між пристроями, підключеними до материнської плати за допомогою шини РСI

Одна з основних особливостей стандарту AGP - здатність розділяти RАМ між цен­тральним процесором і відеоадаптері тобто оброблення тривимірних зображень може виконувати в RАМ, як центральний процесор, так і процесор у відеоадаптері.

Шина USВ. Висока швидкість передавання даних дозволяє підключати до комп'ютера по інтерфейсу USВ принтери, сканери й зовнішні пристрої пам'яті, а також обмінюватися даними між комп'ютерами. Шина USВ забезпечувала швидкість обміну даними 1,5 Мбіт/с з довжиною кабелю до 3 м. Пізніше було прийнято специфікацію USВ 1.1, за якою швидкість передавання збільшилась до 12 Мбіт/с,

Специфікація послідовної універсальної шини USВ (Universal Serial Bus), розроблена в 1995 р. для підключення низькошвидкісних зовнішніх пристро­їв типу клавіатури і «мишки», забезпечувала швидкість обміну даними 1,5 Мбіт/с з довжиною кабелю до 3 м. Пізніше було прийнято специфікацію USВ 1.1, за якою швидкість передавання збільшилась до 12 Мбіт/с, а максимальна довжина кабелю -до 5 м. У новій версії специфікації USВ-USВ 2.0, названій також високошвидкісною USВ (Ніgh 8рееd USВ), швидкості обміну даними по шині становлять 1,5 Мбіт/с (low speed - низька швидкість), 12 Мбіт/с (full speed - повна швидкість) і 480 Мбіт/с (high speed - висока швидкість). Специфікація USВ 2.0 підтримує зворотну сумісність зі специфікацією USВ 1.1.

Розробленням специфікацій USB і ліцензуванням пристроїв на відповідність цим специфікаціям займається форум конструкторів USВ - USВ-ІР (USВ Ітрlетеntеrs Forит),у який входять провідні фірми з галузі комп'ютерів і телекомунікацій.

До комп'ютерів, обладнаних шиною USВ, можна підключати периферійні пристрої (клавіатуру, «мишку», джойстик, принтер й ін.), не вимикаючи живлення (так зване «гаряче» підключення). Під час підключення пристрою йому автоматично привласню­ється унікальний ідентифікаційний номер. Шина USB також подає електроживлення на ввімкнені в неї пристрої, але деякі пристрої (наприклад, жорсткі диски) можуть використовувати й автономне підключення до джерел електроживлення.

Пристрої підключають до комп'ютера за ієрархічною схемою. До центрального пристрою (комп'ютера) можна підключати як пристрої, так і концентратори, а до концентраторів USВ, в свою чергу, - інші пристрої й концентратори. Максимальна кількість пристроїв, які можна підключати, - 127 (включаючи концентратори), насправді ж ця кількість значно менша, оскільки сумарна швидкість передавання даних цими пристроями не повинна перевищувати максимальну швидкість передавання шини (12 Мбайт/с для USВ 1.1 і 480 Мбіт/с для USB 2.0).

Обмін даними між комп'ютером і пристроєм з використанням шини USВ може виконуватися в одному із чотирьох режимів:

1. режимі ізохронного передавання, за якого дані передаються з постійною швидкістю в режимі реального часу (без затримок), але з можливими втратами даних (використовується для обміну аудіо- і відеоданих);

2. режимі передавання з перериваннями (використовується для пристроїв, що потребують мінімальної затримки під час передавання даних, наприклад, «мишки» і клавіатури) ;

3. режимі передавання більших обсягів даних - можливо із затримками, але без втрат (використовується під час обміну файлами).

4. командному режимі (по шині USB пересилаються команди керування передаванням) .

Усі операції з передавання даних по шині USB ініціюються й виконуються під керуванням комп'ютера.

Розніми на кінцях кабелю USB, що з'єднує два пристрої, мають бути різних типів: на кінці розніму типу А (прямокутний рознім) та на кінці розніму типу В (квадратний рознім).

Для приєднання кабелю USB до комп'ютера або до концентратора використовується рознім типу А, а для приєднання кабелю до пристрою або концентратора на нижчому рівні ієрархії - рознім типу В.

Шина ІЕЕЕ 1394 (FireWire). Технологію FireWire («вогнепровід») розробила фірма Аррlе для підключення до комп'ютера високошвидкісних периферійних пристроїв (жорстких дисків і цифрових відеокамер) на заміну інтерфейсу SCSІ. У1995 р. цю технологію затвердив як специфікацію шини ІЕЕЕ 1394 Інститут інженерів з електротехніки й електроніки в США. У 2000 р. як доповнення до специфікації ІЕЕЕ 1394 випущено специфікацію ІЕЕЕ 1394а, у якій уточнено й удосконалено деякі розділи. Розробленням специфікацій ІЕЕЕ 1394 і ліцензуванням продуктів згідно з цією специфікацією займається Торговельна асоціація 1394 - 1394 ТА (1394 Trade Association).

Спочатку шина ІЕЕЕ 1394 підтримувала швидкості обміну даними 100,200 та 400 Мбіт/с (цей стандарт називають також FireWire400, а режими з різними швидкостями - S100,S200 й S400). Чотири проводи шини (дві виті пари) передають команди і дані, а два - забезпечують електроживлення потужністю 45 Вт. Фірма Sопу розробила для своїх відеокамер чотирипроводову шину ІЕЕЕ 1394, названу шиною і.Lіпk (ця шина не містить проводів електроживлення). Розніми для кабелів цієї шини називаються рознімали і.Lіпk.

Для передавання сигналів без спотворень довжина стандартного кабелю, що з'єднує комп'ютер і периферійний пристрій, має не перевищувати 4,5 м.

У 2002 р. було розроблено ще одне доповнення до специфікації ІЕЕЕ 1394 - специфікацію ІЕЕЕ 1394b. Цією специфікацією уведено додаткові швидкості обміну даними -800 Мбіт/с, 1,6 і 3,2 Гбіт/с, а в 2003 р. фірма Аррlе випустила нову версію FireWire - FireWire800 з максимальною швидкістю передавання 800 Мбіт/с (S800). Для цієї версії FireWire застосовують шину з дев'ятьма проводами, а відповідний рознім називають Веtа-рознімом. Крім цього, для з'єднання дев'ятипроводового кабелю із шестипроводовим застосовують Вilingual-рознім («двомовні» розніми). Розніми для з'єднання двох шестипроводових кабелів названо в специфікації 1394b Legaсу-рознімами («успадкованими» рознімами). Існують також кабелі, що з'єднують пристрій з Legacy-рознімом і пристрій з рознімом і.Lіпk.