Конвейерная КЭШ второго уровня. (L2 CACHE).

КЭШ(cache/запас) - это буферное статическое ОЗУ между процессором и памятью. Оно выравнивает быстродействие оперативной памяти и процессора. Это достигается за счет упреждающего чтения памяти (считывается больше чем запрашивает процессор) и накоплении данных перед записью (откладывание записи или "write back"), что позволяет сделать число циклов обращения к основной памяти меньшим, а длину пакета при каждом обращении большей.

Оперативная память разделяется на блоки, с которыми и работает КЭШ. Признаки блоков (свободен, занят, помечен для дозаписи и т.д.) хранятся в отдельной микросхеме ОЗУ признаков блоков "TAG" (см. Приложение 1).

В семействе Pentium применяется 4х связная схема кэширования. Она позволяет 4 блокам КЭШ памяти буферизацию нескольких блоков ОЗУ.

Схема кэширования и максимальный размер кэширусмой оперативной памяти определяется контроллером КЭШ (см. табл. 1.2.).

КЭШ расположенная в процессоре, так называемая КЭШ первого уровня (L1 CACHE) работаст немного по другим принципам.

Время выборки КЭШ меньше, чем период тактового сигнала шины процессора. Объем КЭШ значительно меньше, чем объем ОЗУ. В случае переполнения КЭШ памяти из нее вытесняется наименее используемая страница.

Микросхемы конвейерной КЭШ имеют синхронный интерфейс, позволяющий осуществить пакетный доступ к расположенному в микросхеме ОЗУ. Во всех рассматриваемых чип сетах цикл доступа к КЭШ памяти имеет шаблон 3-1-1-1. К примеру, на частоте 66МГц шины процессора за один цикл будет доступно 32 байта КЭШ памяти за время 60нс.

Контроллер памяти.

Чтобы подключить оперативную память непосредственно к шине процессора в северный мост встроен контроллер памяти. Он обеспечивает подсоединение нескольких типов динамической памяти: FastPage, EDO DRAM, SDRAM. Различаются они организацией цикла доступа. Микросхемы FastPage (быстрый страничный обмен) и EDO DRAM (расширенное время удержания данных) соединяются с контроллером памяти по средствам асинхронного интерфейса. SDRAM подсоединена при помощи синхронного интерфейса. Это позволяет более гибко управлять различными временами задержки.

В таблице 1.2. указано число банков памяти, которые поддерживает чип сет. На многих материнских платах банк для SIMM включен параллельно банку DIMM (см. Приложение 1)

Такое включение приводит к тому, что нельзя заполнить эти банки памятью одновременно.

Порт AGP.

Порт AGP основан на спецификации PCI 66. К стандартным линиям PCI добавлено еще 17 линий. Порт создан для увеличения скорости обмена между оперативной памятью и видео картой. Система определяет AGP как вторую PCI шину.

Устройство AGP конфигурируется, так же как и PCI устройство. Тактовая частота AGP 66МГц.

Через AGP разъем проведен USB канал для управления настройками монитора.

Из-за специфичности работы видео платы можно внести определенные усложнения в интерфейс соединения с функциональным блоком процессор/память.

К надстройкам над PCI относятся:

- конвейерная передача данных с большой глубиной конвейера;

- не мультиплексированная адресация из-за отдельных линий адреса/команды (SBA[7:0]);

- операции передачи данных с различным приоритетом;

- передача от 1 двойного слова (DWORD) до 4 за один такт порта.

Физически в AGP 32 линии данных. но минимальная посылка данных 8 байт. Поэтому AGP считают 64 разрядным.

Для поддержки AGP в контроллер памяти внесены дополнительные функции для получения «скрытого» обмена данными между видео картой и оперативной памятью.

Шина РСI.

В семействе Pentium используется 32х разрядная версия шины PCI с логическими уровнями 5V. Соединитель процессор-в-PCI обеспечивает связь функционального блока процессор-память со всеми остальными компонентами компьютера.

Изменение конфигурационных регистров северного моста, производимая из пунктов меню утилиты настроек BIOS «CHIPSET FEATURES SETUP» и «PНP/PCI CONFIGURATION».

Южный мост.

Функциональный блок южного моста содержит в себе все соединители асинхронных устройств с синхронной шиной PCI.

Устройства с асинхронной передачей данных подсоединены к IDE (жесткие диски. CD-ROM и т.д.), ISA (микросхема "Super IO", звуковая карта и т.д.) и X-Bus (микросхемы BIOS и CMOS).

В таблице 1.3. приведены различия южных мостов семейства Pentium.

параметр	430FX	430НХ. 430VX	430ТХ
маркировка микросхемы моста	SB82371FB	SB82371VB	SB82371AB
IDE	АТА-3	АТА-3	UDMA-33
USB	нет	есть	есть
СMOS	внешний	внешний	встроен

Таблица 1.3. Сравнительные параметры южного моста семейства Pentium.

Контроллер прерываний.

Контроллер прерываний расположен в южном мосте, и выводы прерывания непосредственно подсоединены к процессору.

Функционально он не изменился по сравнению с 18259 за исключением добавленной гибкой системы распределения прерываний, предусмотренной технологией Plug & Play.

Каналы IDE.

Южный мост содержит два канала IDE (Primary и Secondary)

UDMA-33 - это дополнительный DMA контролер установленный в южном мосте, обеспечивающий прямую передачу данных между жестким диском и оперативной памятью. Этот режим будет работать если его поддерживает жесткий диск и операционная система работает с ним через драйвер UDMA.

3. Микросхема "Super I/O".

Микросхема "Super I/O" содержит порт принтсра LРТ, контроллер дисководов IDE, последовательные СОМ-порты и иногда порт клавиатуры.

Как показано на рисунке 2. эта микросхема подсоединена, как ISA устройство.

Обычно к ней подсоединена микросхема преобразователя уровней TTL в уровни СОМ- порта стандарта RS232С. При выходе из строя СОМ-порта необходимо в первую очередь проверить микросхему преобразователя уровней.

Если микросхема "Super I/O" не содержит порт клавиатуры, то в случае возникновения в ней каких-либо неисправностей ее можно выпаять из системной платы и установить мультикарту в слот ISA.

USB

USB (универсальная мультиплексируемая последовательная шина) предназначена для подсоединения большого количества низкоскоростных внешних устройств.

Пиковая пропускная способность шины USB – 12 мегабит/сек.

Шина имеет протокол и топологию аналогичную сетям Ethernet.

Южный мост обеспечивает два канала USB.

USB устройства соединены 4-х проводным кабелем с волновым сопротивлением витой пары +D/-D - 90 Ом.

Спецификацию шины USB можно найти в сети Internet по адресу http://www.usb.org