Назначение и функции чипсета в микропроцессорной системе

Чипсет (chipset) - это набор БИС (1-3 микросхемы), функционально эквивалентный микросхемам, входящим в стандартную конфигурацию МПС.

Как правило, чипсет интегрирует в себе функции следующих устройств:

• контроллера оперативной памяти;
• контроллеров кэш-памяти 2-го и/или 3-го уровня;
• контроллеров ПДП;
• контроллеров приоритетных прерываний;
• контроллера клавиатуры;
• контроллера мыши PS/2;
• контроллера инфракрасного порта;
• таймера реального времени;
• моста шины PCI;
• моста шины ISA и др.

Обычно в составе чипсета выделяют:

ü северный мост (North Bridge) - системный контроллер, в который входит ♦контроллер системной шины, ♦ шины AGP, ♦ шины PCI, ♦ ОЗУ и ♦ кэш-памяти (для наборов под обычный Pentium);

ü южный мост (South Bridge) - периферийный контроллер, включающий ♦контроллеры EIDE, ♦ клавиатуры, ♦ моста PCI-to-PCI, ♦ последовательных / параллельных портов, ♦ шины USB и других подобных устройств.

● Выбор чипсета во многом определяет конфигурацию МПС и ее производительность. Если МП можно заменить, а емкость ОЗУ увеличить, то замена чипсета однозначно связана с заменой системной платы, а ограничения чипсета также однозначно ограничивают возможности замены других элементов МПС: ♦ МП, ♦ ОЗУ, ♦ внешних устройств.

● Чипсет накладывает ограничения на следующие функциональные характеристики системы в целом:

♦ тип памяти,

♦ тип кэш-памяти второго и/или третьего уровня,

♦ тип МП,

♦ максимальная частота системной шины,

♦ тип шины PCI (32- или 64-разрядная);

♦ поддержка многопроцессорной конфигурации и

♦ некоторые другие характеристики.

Практика показывает, что разница в производительности системных плат разных фирм, построенных с применением одного и того же чипсета, составляет от силы несколько процентов, а разница в производительности для различных чипсетов может отличаться на порядок.

Рассмотрим использование чипсета на примере организации МПС на базе МП Pentium III на ядре Katmai (рис. 7).

Рис. 7. Структура микропроцессорной системы с использованием чипсета

● Частота шины PCI составляет 33 МГц и при системной шине в 66/100 МГц.

● AGP (Accelerated GraphiCS Port) - 32-разрядная шина (тактовая частота всегда 66 МГц) для подключения графического адаптера, позволяющая ускорить обмен данными между графическим адаптером и основной памятью. В режиме AGP 2х эффективная частота в 133 МГц обеспечивается использованием обоих фронтов импульсов частоты 66 МГц.

● Шина ISA работает на частоте 8 МГц. За ее функционирование отвечает мост PCI/ISA, являющийся обычным PCI-устройством (просто встроенным в чипсет).

Системная шина может работать на разной частоте, но все эти варианты совместимы по разводке и электрически, что создает почву для "разгона".

►Таким образом, при смене частоты системной шины, например, с 66 на 100 МГц замене подлежат лишь три устройства:

▪ процессор,

▪ чипсет и

▪ память.

Никакие другие устройства не заметят подмены шины - ни AGP-видеоадаптеры, ни любой из PCI-контроллеров, ни старые ISA-карты.

Краткие итоги.

ü Рассмотрены вопросы организации микропроцессорных систем, взаимодействия входящих в нее устройств.

ü Подробно изложен режим прямого доступа в память и используемый, представлена структура контроллера ПДП.

ü Описаны функции чипсета в микропроцессорной системе.