Шины. Часть II

ISA (Industrial Standard Architecture - промышленная стандартная архитектура) Михаил Тычков aka Hard

🕛 24.05.2006, 11:47

Первая 8 разрядная шина ISA появилась в 1981 году, а в 1984 году появился ее 16 разрядный вариант. 8 разрядная ISA применялась в компьютерах класса ХТ и работала на частоте равной 4,77 МГц, а 16 разрядная - в АТ с частотой в 8,33 МГц. Приведу таблицу сравнений этих двух стандартов:

параметр
ХТ
АТ

год появления
1981
1984

разрядность
8
16

тактовая частота
4,77 МГц
8,33 МГц

скорость передачи данных
4 Мбайт/сек
8 Мбайт/сек

кол-во контактов в разъеме
62
98

На интерфейс 8 разрядной ISA было выведено 8 каналов данных и 20 каналов адреса. Все это позволяло адресовать до 1 Мбайт памяти. С появлением 80286 процессора, который мог обрабатывать уже 16 бит данных, появилась необходимость в 16 разрядной ISA, что и было реализовано в 1984 году. Разъем был дополнен еще 36 каналами, 8 из которых были выведены под данные, а 7 - под адрес. Следует отметить, что некоторые платы расширения, рассчитанные на 8 разрядную шину, могут работать и с 16 разрядной. Кстати, понятие ключ - выступ в разъеме и вырез в подключаемой плате, появился вместе с 16 разрядной ISA. Так как до 1987 года IBM отказывалась публиковать полное описание и временные диаграммы ISA, многие производители железа решились на разработку собственных шин. Так появилась 32 разрядная ISA, которая не нашла применения, но фактически предопределила появление шин MCA и EISA. В 1985 году фирма Intel разработала 32 разрядный 80386 процессор который увидел свет в конце 1986 года. Появилась насущная необходимость в 32 разрядной шине ввода/вывода. Вместо того, что бы продолжить дальнейшую разработку ISA, в IBM создали новую шину MCA (Micro Channel Architecture - микроканальная архитектура) которая во всех отношениях превосходила свою предшественницу:

1. Был использован арбитр шины CACP (Central Arbitration Control Point), который позволял любому подключенному к шине устройству передавать данные любому другому устройству, так же подключенному к этой шине. Кроме этого, CACP предотвращал конфликты и монополизацию шины каким либо одним устройством.
2. Шина MCA не синхронизирована с процессором, что позволяет снизить возможность лишних конфликтов и помех между платами.
3. Отсутствие переключателей и перемычек свело установку плат расширения к простому, не требующему дополнительной квалификации, действию.

Но сей стандарт умер, прожив весьма короткую жизнь. И дело тут вот в чем: во-первых фирма IBM потребовала от всех фирм - производителей, желающих использовать MCA заплатить бабки за использование ISA во всех ранее выпущенных компьютерах. Естественно IBM послали куда подальше. Во-вторых, компьютерный мир оказался попросту не готов принять в 1987 году подход Plug and Play. В-третьих, цена первых MCA мягко говоря кусалась. Все эти факторы привели к появлению шины EISA, так что MCA можете выбросить из головы.
EISA (Extended Industry Standard Architecture - расширенная промышленная стандартная архитектура)

Диктатура IBM на рынке производства шин очень не нравилась представителям небезызвестной фирмы Compaq. С несколькими фирмами - партнерами Compaq создала комитет EISA который занимался разработкой нового стандарта. Уже в 1989 году появились первые персональные компьютеры, материнские платы которых были оснащены шиной EISA. Основное ее отличие заключалось в 32 разрядной технологии, хотя и создавалась она на основе архитектуры все той же ISA (тактовая частота осталась прежней - 8,33 МГц). Преимущества новой технологии очевидны: как и в MCA, используется арбитраж запросов ISP (Integrated System Peripheral), повысилась скорость обмена данными, мощность, потребляемая каждым из адаптеров может достигать 45 Вт. При этом была сохранена совместимость с платами, рассчитанными для работы с ISA. Скорость передачи данных равнялась 33 Мбайт/сек. Ко всему прочему, в компьютерах с шиной EISA была предусмотрена возможность автоматической настройки прерываний и адресов адаптеров. Но к сожалению и этот проект через короткое время был похерен. И, кстати, не без помощи самой же Compaq, которая как и IBM пыталась урвать жирный кусок пирога.

С повышением тактовых частот и разрядности процессоров настала насущная проблема в повышении скорости передачи данных в шинах (какой смысл использовать камень с тактовой частотой, скажем, 66 МГц, если шина работает на частоте лишь 8,33 МГц). В одних случаях, например клавиатура или мышь, высокая скорость ни к чему. Но инженеры фирм, производителей плат расширения, готовы были изготовлять устройства со скоростью, которую шины не могли предоставить. Итак, какое же решение было принято? Часть операций по обмену данными осуществлять не через стандартные разъемы шины ввода/вывода, а через дополнительные высокоскоростные интерфейсы. Дело в том, что эти самые высокоскоростные интерфейсы подключаются к шине процессора. Из этого следует, что подключаемые платы будут иметь доступ непосредственно к процессору через его шину. Вся эта фигня и получила название LB (Local Bus - локальная шина). Между прочим, первые шины ISA как раз и были локальными но когда их тактовая частота превысила 8 МГц, произошло разделение. А в 1992 году появился еще один расширенный вариант ISA - VLB (VESA Local Bus),