Северный мост обычно обеспечивает управление шиной системной памяти, шиной монитора AGP, шиной PCI и взаимодействие с системной шиной CPU.

Южный мост управляет интерфейсами USB, IDE, ISA. Оба моста соединены шиной PCI или другим интерфейсом.

Практически все чипсеты имеют в своем составе средства, обеспечивающие как минимум поддержку:

- процессоров Pentium и их аналогов;

- памяти RAM 512 МБ и более;

- шины AGP;

- клавиатуры и «мыши»;

- посл. портов COM и парал. портов LPT;

- 2- х портов IDE (ATA), обеспечивающих подключение HDD, CD;

- 2- х портов USB;

- до 4- х устройств PCI.

Интерфейс ATA (AT Attachment for Disk Drives) разрабатывался в 1986-1990 гг. для подключения накопителей на жестких магнитных дисках к компьютерам IBM PC AT с шиной ISA. Интерфейс появился в результате переноса стандартного (для PC/AT) контроллера жесткого диска ближе к накопителю, то есть создания устройств со встроенным контроллером — IDE (Integrated Drive Electronics). Стандартный контроллер AT позволял подключать до двух накопителей, что в интерфейсе АТА означает параллельное подключение контроллеров двух устройств.

Параллельный интерфейс Centronics ориентирован на передачу потока байт дан­ных к принтеру и прием сигналов состояния принтера.

Интерфейс RS-232C предназначен для подключения аппаратуры, передающей или принимающей данные, к оконечной аппаратуре каналов данных.

Шины расширения (Expansion Bus) являются средствами подключения систем­ного уровня: они позволяют адаптерам и контроллерам непосредственно исполь­зовать системные ресурсы PC — пространства памяти и ввода-вывода, прерыва­ния, каналы прямого доступа к памяти. Устройства, подключенные к шинам расширения, могут и сами управлять этими шинами, получая доступ к остальным ресурсам компьютера (обычно к ячейкам памяти). Такое прямое управление (bus mastering) позволяет разгружать центральный процессор и добиваться высоких скоростей обмена данными. Шины расширения механически реализуются в виде слотов (щелевых разъемов) или штырьковых разъемов; для них характерна малая длина проводников, что позволяет достигать высоких частот работы. Эти шины могут и не выводиться на разъемы, но использоваться для подключения устройств в интегрированных системных платах. К таким шинам относятся:

ISA– асинхронная параллельная шина с низкой пропускной способностью (единицы мегабайт в секунду), не имеющая средств обеспечения надежности обмена и средств автоконфигурирования. Применялась в первых моделях PC и стала промышленным стандартом.

PCI– параллельная асинхронная надежная шина со средствами автоконфигурирования. Является основной шиной расширения современных компьютеров.К шине ISA подключают медленнодействующие устройства, такие как клавиатура, мышь, FDD, LPT, COM, а микропроцессор с памятью и некоторыми быстродействующими ВУ связывает шина PCI.

USB(Universal Serial Bus — универсальная последовательная шина) обеспечивает обмен данными между хост-компьютером и множеством пери­ферийных устройств (ПУ).

Порт AGP (Accelerated Graphic Port — порт ускоренной графики) был введен для подключения графических адаптеров с 3D-акселераторами. Такой адаптер содержит: акселератор — специализированный графический процессор; локаль­ную память, используемую и как видеопамять, и как локальное ОЗУ графиче­ского процессора; управляющие и конфигурационные регистры, доступные как локальному, так и центральному процессорам. Акселератор может обращаться и к локальной памяти, и к системному ОЗУ, в котором для него могут хранить­ся наборы данных, не умещающиеся в локальной памяти (как правило, текстуры большого объема). Основная идея порта AGP заключается в предоставлении акселератору максимально быстрого доступа к системнойпамяти (локальная ему и так близка), более приоритетного, чем доступ к ОЗУ со стороны других устройств.

6. Шина PCI. Назначение шины, сигналы шины. Цикл обмена на шине PCI.

С появлением CPU Pentium в ПК стали использовать 2 интерфейса: локальный (типа PCI) для подключения к CPU быстродействующих устройств и системный (типа ISA) для подключения медленнодействующих устройств.

Поначалу шина PCI вводилась как пристройка (mezzanine bus) к системам с основной шиной ISA, став позже центральной шиной: она соединяется с системной шиной процессора высокопроизводительным мостом («северным»), входящим в состав чипсета системной платы. Остальные шины расширения ввода-вывода, а также локальная ISA-подобная шина X-BUS (ISA-8) и интерфейс LPC, к которым подключаются микросхемы системной платы, подключаются к шине PCI через «южный» мост. В современных системных платах с хабовой архитектурой шину PCI отодвинули на периферию, не ущемляя её в мощности канала связи с процессором и памятью, но и не нагружая транзитным трафиком устройств других шин.

	CPU		Память

PCI-to-ISА

Bridge

Видео

СлотыPCI

PCI-to-PCI

Шина PCI

	PCI-to-USB USUSB

Рис.2.6. Пример подсоединения к шине PCI

Шина является синхронной – фиксация всех сигналов выполняется по положительному перепаду (фронту) сигнала CLK. Номинальной частотой синхронизации считается 33 МГц..

Номинальная разрядность шины данных – 32 бита, но спецификация определяет и расширение разрядности до 64 бит.

PCI IDE.

Сигналы шины PCI

Шина PCI представляет собой набор сигнальных линий, непосредственно соединяющих интерфейсные выводы группы устройств (слотов, микросхем на системной плате).

Процесс передачи данных по шине называется транзакцией. В каждой транзакции (обмене по шине) участвуют два устройства – инициатор обмена, он же ведущее (master) устройство, и целевое устройство (ЦУ), оно же ведомое (slave). Шина PCI все транзакции трактует как пакетные: каждая транзакция начинается фазой адреса, за которой может следовать одна или несколько фаз данных..

В каждый момент времени шиной может управлять только одно ведущее устройство, получившее на это право от арбитра.

Для адреса и данных используются общие линии AD.

В каждый момент времени данные по шине PCI передаются между двумя устройствами: ведущим (задатчиком) и ведомым (исполнителем). Управлять шиной может лишь одно ведущее устройство. Право на управление шиной устройство получает от арбитра. Арбитражем запросов на использование шины занимается специальный узел, входящий в чипсет (северный мост) системной платы. Схема приоритетов определяется программированием арбитра.

Устройства взаимодействуют по шине PCI по командам, которые устанавливает ведущее устройство.

Циклы шины

По сигналам C/BE (от C/BE3 до C/BE0) во время фазы передачи адреса определяется тип цикла передачи данных.

- 0000 – Подтверждение прерывания. Команда предназначена для чтения вектора (типа) прерываний как бы из системного контроллера прерываний.

-0010 – Чтение порта ввода-вывода.

-0011 – Запись в порт ввода-вывода.

Команды чтения и записи ввода-вывода служат для обращения к пространству портов.

- 0110 и 0111 – Чтение памяти и запись в память.

-1101 – Двойной цикл записи. Позволяет по 32-битной шине обращаться к устройствам с 64-битной адресацией.