Работа 2. Интерфейс в широком смысле формально определенная логическая и физическая границы между взаимодействующими независимыми объектами.
 Скачать 7.06 Mb.
|
Компоненты системной платыГнездо для процессораПроцессор можно устанавливать в гнезда типа Socket или Slot или он может быть непосредственно впаян в материнскую плату. Процессоры, начиная с Intel 486-го, пользователь может устанавливать и заменять самостоятельно. Каждый тип гнезда Socket или Slot имеет свой номер. Любая системная плата содержит гнездо типа Socket или типа Slot; по номеру можно точно определить, какие типы процессоров могут быть установлены в данное гнездо, но стоит не забывать о том, что новые процессоры могут не поддерживаться первоначальными платами. Каждый тип гнезда характеризуется определенным количеством контактов, особенностью их расположения и поддерживаемыми процессорами. Начиная приблизительно с процессоров Pentium процессоры от разных производителей являются не взаимозаменяемыми, поэтому при сборке современного ПК связь процессор/материнская_плата является однозначной (если быть более точным — связь процессор/чипсет). Современные сокеты для процессоров основных производителей: Сокеты для процессоров Intel — LGA 775 (Celeron, Pentium 4, Pentium D, Pentium Dual Core, Core 2 Duo, Core 2 Quad, Core 2 Extreme), LGA 1336 (Core i7). Сокеты для процессоров AMD — Socket AM2, Socket AM2+, Socket AM3 (Athlon 64x2, Athlon x2, Phenom 64x3, Phenom 64x4, Phenom II x3, Phenom II x4). Для ноутбуков используются свои сокеты, при этом, как правило, есть соответствие настольный/мобильный процессор. То, что касается других производителей процессоров (IBM, VIA, Motorola и др.), то их процессоры используются либо в портативных устройствах и соответственно являются встроенными в материнскую плату, либо используются в суперкомпьютерах, имеющих собственную архитектуру. Набор микросхем системной логики (компоненты North/South Bridge или Hub) Набор управляющих микросхем (chipset)Чипсет (набор системной логики) — набор микросхем, обеспечивающих подключение процессора к оперативной памяти и контроллерам периферийных устройств. Чтобы заставить компьютер работать, на первые системные платы IBM PC пришлось установить много микросхем. Кроме процессора, на системную плату было установлено множество других компонентов: генератор тактовой частоты, контроллер шины, системный таймер, контроллеры прерываний и прямого доступа к памяти, память CMOS, часы и контроллер клавиатуры. Наконец, чтобы обеспечить работу установленных компонентов, понадобился еще ряд микросхем, а также процессор, математический сопроцессор (модуль для выполнения операций над числами с плавающей запятой) и память. Всего на плате размещалось до сотни логических микросхем, и поэтому места для размещения микросхем, выполняющих дополнительные функции, на ней не оставалось. В 1986 году компания Chips and Technologies представила качественно новый компонент, названный 82C206, который и стал основной частью первого набора микросхем системной логики системной платы PC. Эта единственная микросхема выполняла все основные функции микросхем системной платы в компьютерах. Кроме процессора, все основные компоненты системной платы PC были заменены одной микросхемой. Четыре дополнительные микросхемы использовались в качестве буферов и контроллеров памяти, расширяя возможности компонента 82C206. На системной плате было всего пять микросхем. Этому набору микросхем системной логики фирма Chips and Technologies присвоила название CS8220. Это был коренной переворот в производстве системных плат для PC. Не только значительно снизилась стоимость системной платы и упростилась ее конструкция, но и появилась возможность реализации функций, для которых прежде устанавливались платы расширения. Позже четыре микросхемы, установленные дополнительно к 82C206, были заменены новым набором, состоявшим только из трех микросхем; этот набор назывался New Enhanced AT (NEAT) CS8221. А еще через некоторое время появился набор микросхем системной логики 82C836 Single Chip AT (SCAT), который состоял всего из одной микросхемы. Архитектура North/South Bridge (90-е годы)В начале 90-х годов окончательно сформировалась архитектура чипсета материнской платы. Большинство наборов микросхем системной логики имеют двухуровневую архитектуру и состоят из двух блоков: North Bridge и South Bridge. Основным блоком набора микросхем системной логики является NorthBridge, в него включен интерфейс между процессором и остальной частью системной платы. North Bridge содержит контроллеры кэш-памяти и оперативной памяти, интерфейс между быстродействующей шиной процессора, шиной PCI и шиной графического порта. North Bridge в наборах микросхем системной логики Intel часто называли PAC (PCI/AGP Controller). North Bridge, по существу, главный компонент системной платы; это единственная схема (помимо процессора), которая обычно работает на полной тактовой частоте системной платы (на частоте шины процессора). В самых современных наборах микросхем системной логики схема North Bridge реализована на одном кристалле — раньше требовалось до трех микросхем для реализации схемы North Bridge. SouthBridge — компонент в наборе микросхем системной логики с более низким быстродействием; он всегда находился на отдельной микросхеме. Одна и та же микросхема South Bridge может использоваться в различных наборах микросхем системной логики. (Различные типы схем North Bridge, как правило, разрабатываются с учетом того, чтобы мог использоваться один и тот же компонент South Bridge.) Благодаря модульной конструкции набора микросхем системной логики стало возможным снизить стоимость и расширить поле деятельности для изготовителей системных плат. South Bridge подключается к шине PCI. Кроме того, она содержит схемы, реализующие интерфейс контроллера жесткого диска IDE и интерфейс USB, а также схемы, реализующие функции памяти CMOS и часов. Третья основная микросхема в большинстве системных плат старых поколений называется SuperI/O. Эта микросхема обычно реализует функции устройств, которые прежде размещались на отдельных платах расширения, и использовали шины ISA. Большинство микросхем Super I/O содержат (как минимум) следующие компоненты: контроллер гибких дисков; контроллеры последовательного порта; контроллер параллельного порта. Отдельная микросхема содержит CMOS BIOS. Hub-архитектураНачиная с 800-й серии набора микросхем используется hub-архитектура, где компонент North Bridge называется {Graphics} MemoryControllerHub ({G}MCH) — {графический} контроллер-концентратор памяти, а компонент South Bridge — I/OControllerHub (ICH) — контроллер-концентратор ввода-вывода. Эти компоненты соединяются с помощью нового высокоскоростного интерфейса, при этом не нагружается шина PCI. Разгрузка шины PCI позволила подключать непосредственно к компоненту I/O Controller Hub новые высокоскоростные устройства. Hub-архитектура также позволила уменьшить число контактов интерфейса до 8 бит. На первый взгляд это кажется неразумным (интерфейс шины PCI 32-разрядный), но таким образом упрощается разводка системной платы, снижаются помехи, а кроме того, микросхемы имеют меньшее число выводов. Уменьшение разрядности интерфейса не привело к потере производительности, наоборот — скорость передачи данных выросла до 266 Мбайт/с (при частоте 66 МГц). Это объясняется тем, что за один цикл данные передаются четыре раза. Компонент MCH обеспечивает передачу данных между шиной процессора (100/133 МГц) и шиной AGP (66 МГц), а компонент ICH — между портами IDE ATA-66 и шиной PCI (33 МГц). В современных платах функции Super I/O заложены в ICH. FWH (FirmWare Hub) — FlashROM — Базовая система ввода-вывода (ROM BIOS).  Основные производители чипсетовIntel, Acer, AMD (бывшая ATI), NVIDIA, SiS, VIA, и др. Основные производители материнских платIntel, abit, ASUS, EliteGroup, Epox, Foxconn, Gigabyte, MSI, и др. |