Виды интерфейсов. Подключение внешних устройств к шине.
Если обмен информацией ведется между периферийным устройством и контроллером, то соединяющая их линия передачи данных называется интерфейсом передачи данных, или просто интерфейсом. Среди применяемых в современных ПК интерфейсов можно отметить IDE, SCSI, SATA, FireWire и др. Виды интерфейсов:
1) IDE/ATA
IDE (IntegratedDriveElectronics) — это название типа жестких дисков, имеющих интерфейс ATA. АТА не предназначен для внешних подключений и не поддерживает кабелей длиной более 60 см. Один канал АТА может поддерживать до двух дисков. Два устройства объединяются кабелем в цепочку и подключаются к одному порту контроллера. Контроллер находится в самом устройстве, что позволяет обойтись без отдельной платы адаптера. Преимущество IDE - упреждающее кэширование, повышающее общее быстродействие. ATA— присоединение по передовой технологии) — параллельный интерфейс подключения накопителей (жёстких дисков и оптических приводов) к компьютеру. В 1990-е годы был стандартом на платформе IBM PC; в настоящее время вытесняется своим последователем — SATA и с его появлением получил название PATA (Parallel ATA).
2) SCSI (англ. SmallComputerSystemInterface, произносится "скази"(встречается вариант эс-си-эс-ай) — интерфейс, разработанный для объединения на одной шине различных по своему назначению устройств, таких как жёсткие диски, накопители на магнитооптических дисках, приводы CD, DVD, стримеры, сканеры, принтеры и т. д. Интерфейс малых компьютерных систем SCSI (SmallComputerSystemsInterface) используется для связи с контроллерами дисков, обеспечивая подключение к одному адаптеру до 8 устройств. Контроллер имеет собственную программу BIOS, которая управляет шиной SCSI, освобождая ЦП.
3)Параллельный ATA интерфейс - Интерфейс Serial ATA (SATA) - высокоскоростной последовательный интерфейс, предназначенный для устройств хранения (150 Мбайт/с ). SATA — последовательный интерфейс обмена данными с накопителями информации. Контроллер SATA имеет два порта - каждый накопитель подключается отдельным кабелем.
4) Интерфейс FireWire поддерживает синхронную и асинхронную передачу данных и предоставляет возможность подключения до 63 устройств на один порт. Данный интерфейс используется для устройств, требующих высокой скорости обмена, таких как цифровая камера, видеомагнитофон, CD, DVD и т. д. Интерфейс обеспечивает скорость обмена 400 Мб/с, 800 и 1600 Мб/с. предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютер и другими электронными устройствами. Операции выполняются асинхронные и изохронные. USB может работать только с одним внешним устройством на порт. С FireWire, поскольку все последовательно подключённые устройства формируют логическую цепь (со звеньями точка-точка), причём протокол также разрешает использовать физические ветвления.
5) FibreChannel (оптоволоконный канал) - это интерфейс, в корне отличающийся от SCSI и IDE. Этот интерфейс предназначен не только для того, чтобы подсоединять жесткие диски и другую периферию к системе, а в первую очередь для организации сетей, объединения удаленных друг от друга массивов жестких дисков и прочих операций, требующих высокой пропускной способности в сочетании с большими расстояниями. Пропускная способность Fibrechannel в 100 Мб/с, а теоретический предел данной технологии лежит где-то в районе 1.06 Гб/с. FibreChannel широко применяется для создания Сетей Хранения Данных (StorageAreaNetworks). Благодаря высокой скорости передачи данных, малой задержке и расширяемости практически не имеет аналогов в этой области.
Внешние устройства (модемы, сканеры, цифровые фотокамеры, принтеры и т. п.) подключаются к системной шине через разъемы, которые называются слотами расширения.
Подключение выполняется через цепочку
ВУ-Адаптер-Порт
Адаптер – устройство управления ВУ, которое выполняет две функции:
непосредственное управление внешним устройством;
обеспечение согласования интерфейса ВУ с системной шиной.
Интерфейс ВУ – это линии передачи данных между контроллером ВУ и самим ВУ.
Порт – это место на системной шине (слот или плата расширения), к которому подключается ВУ.
Каждому порту ввода-вывода присваивается свой уникальный шестнадцатеричный номер, используемый в качестве адреса порта, например, 2F8h (символ “h” означает, что адрес шестнадцатеричный).
При обращении процессора к ВУ адрес порта устанавливается на адресной шине. Существуют несколько видов портов.
При обращении процессора к ВУ адрес порта устанавливается на адресной шине. Существуют несколько видов портов.
Последовательный порт – используется для подключения низкоскоростных периферийных устройств и представляет собой интерфейс, допускающий асинхронную передачу символов данных по одному биту.
Последовательные порты имеют следующие логические имена: COM 1, COM 2, COM 3, COM 4.
В современных персональных компьютерах COM-порты практически полностью вытеснены портами PS/2 (подключение мыши и клавиатуры) и USB (возможно подключение различных устройств – от мыши и сканера до жёсткого диска).
USB-порт используется для подключения периферийных устройств вне корпуса машины по технологии “plugandplay”, в результате чего отпадает необходимость в установке дополнительных плат в слоты расширения и переконфигурировании системы.
Параллельный порт – используется для подключения высокоскоростных периферийных устройств, таких как принтер. Передача данных через параллельный порт выполняется байтами.
Персональный компьютер работает максимум с тремя параллельными портами, которые имеют логические имена LPT1, LPT2 и LPT3.
Инфракрасный порт IrDA (InfraredDataAssociation) – это беспроводный интерфейс, работающий в инфракрасном диапазоне, используется для связи портативных компьютеров с настольными ПК, а также для подключения к ним лазерных принтеров.