Системная логика

К системной, или интерфейсной, логике относятся схемные средства (расположенные обычно на системной плате), обеспечивающие связующие функции (сопряжение) шин и устройств. В первых компьютерах системная логика базировалась на микросхемах малой и средней степени интеграции. Современная системная логика выполняется на основе наборов БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов – процессора, памяти и шин расширения. Такие наборы БИС, именуемые чипсетами (Chipset), определяют возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти, а также ряд других характеристик компьютерной системы.

По мере развития компьютерной техники функции чипсетов постоянно расширяются. Так, в первых компьютерах они сводились к сопряжению шины процессора с относительно несложным контроллером памяти и подключению к ним шины ISA, на которой располагались все устройства. Расширение функций компьютера и усложнение схемных решений привело к появлению новых, дополнительных шин. С точки зрения системной логики большую роль сыграла шина PCI, через которую строилась связь системной шины, порта AGP с шинами ISA, USB и др. На схемах шину PCI традиционно изображают посередине, как экватор. Процессор, память и порт AGP размещают выше – "севернее", а шины ISA, USB и все подключаемые к ним устройства размещают ниже – "южнее". Поэтому соответствующие части чипсета получили укоренившиеся названия северных (North) и южных (South), а схемные средства связи обеих частей – северный и южный мост.

Шинно-мостовая архитектура чипсетов просуществовала долгое время и пережила несколько поколений процессоров (от 2-го до 6-го). С появлением порта AGP, пропускная способность которого в режиме 2х составляет 533 Мбайт/с, а в режиме 4х – 1066 Мбайт/с, и введением высокоскоростных режимов UltraDMA (АТА/ 66 и АТА/100) для связи двухканального контроллера IDE с памятью через шину PCI функции северного моста значительно усложнились. Эти новшества потребовали перехода на хабовую архитектуру (hub-архитектуру) чипсета. Хабы – это специализированные микросхемы, обеспечивающие передачу данных между подключенными к ним шинами.

Северный хаб чипсета, как и северный мост, связывает шины процессора, памяти и порта AGP. Однако для связи с южной стороной этого хаба используется уже не шина PCI, а высокопроизводительный интерфейс связи с южным хабом. Пропускная способность этого интерфейса составляет 266 Мбайт/с и выше, в зависимости от чипсета. Если чипсет имеет интегрированную графику, то в северный хаб входит и графический контроллер со всеми своими интерфейсами (аналоговыми и цифровыми интерфейсами дисплея, шиной локальной памяти). Чипсеты с интегрированным графическим контроллером могут иметь внешний порт AGP, который становится доступным при отключении встроенного графического контролле-

Хабовая архитектура чипсета

Рис. 2.9. Хабовая архитектура чипсета

ра. Северный хаб (как и мост) определяет основные возможности системной платы.

Южный хаб чипсета обеспечивает подключение АТА (2 канала), USB, а также контроллеров ввода-вывода, памяти CMOS и флэш-памяти с системной BIOS, а также микросхемы Super I/O.

В качестве примера на рис. 2.9 представлена система Pentium 4 (Socket 423), созданная на основе hub-архитектуры [10]. Ее особенностями являются:

  • • высокоскоростной двухуровневый внутренний кэш с частотой 1,7 ГГц;
  • • высокоскоростная шина процессора с частотой 400 МГц и пропускной способностью 3200 Мбайт/с;
  • • двухканальные шины памяти PC-800 DRAM RIMM, пропускная способность которых соответствует процессорной шине;
  • • память и порт AGP 4х со скоростью передачи данных 1066 Мбайт/с подключены через Memory Controller Hub;
  • • для соединения Memory Controller Hub с I/O Controller Hub используется Hub-интерфейс, обеспечивающий скорость передачи данных 266 Мбайт/с. К I/O Controller Hub подключены высокоскоростные последовательные шины USB и интерфейсные средства для накопителей АТА IDE, а также микросхема Super I/O, содержащая контроллеры гибких дисков, параллельного и последовательного портов.
 
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ     След >