Изучение видов и назначения компьютерных шин - двунаправленного универсального коммутатора - подсистемы, передающей данные между функциональными блоками компьютера. Отличительные черты внутренних (PCI express, HyperTransport, InfiniBand) и внешних шин.
Аннотация к работе
Компьютерная шина (от англ. computer bus, bidirectional universal switch - двунаправленный универсальный коммутатор) - в архитектуре компьютера, подсистема, которая передает данные между функциональными блоками компьютера. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников.На электрическом уровне каждое соединение использует низковольтную дифференциальную передачу сигнала (LVDS), прием и передача информации производится каждым устройством PCI Express по отдельным двум проводникам, таким образом, в простейшем случае, устройство подключается к коммутатору PCI Express всего лишь четырьмя проводниками. Использование подобного подхода имеет следующие преимущества: · карта PCI Express помещается и корректно работает в любом слоте той же или большей пропускной способности (например, карта x1 будет работать в слотах x4 и x16); В обоих случаях, на шине PCI Express будет использовать максимальное количество lane’ов доступных как для карты, так и для слота. Однако это не позволяет устройству работать в слоте, предназначенном для карт с меньшей пропускной способностью шины PCI Express (например, карта x4 физически не поместится в слот x1, несмотря на то, что она могла бы работать в слоте x4 с использованием только одного lane). Частота, на которой работает шина PCI Express - 2.5 ГГЦ, что дает пропускную способность 2500 МГЦ / 10 * 8 = 250 * 8 Мбит/сек = 250 Мб/сек для каждого устройства PCI Express x1 в одном направлении.Устройства могут быть запитаны от шины, но могут и требовать внешний источник питания. Поддерживается и дежурный режим для устройств и разветвителей по команде с шины со снятием основного питания при сохранении дежурного питания и включением по команде с шины. При подключении разъема USB первыми замыкаются заземляющие контакты, потенциалы корпусов двух устройств становятся равны и дальнейшее соединение сигнальных проводников не приводит к перенапряжениям, даже если устройства питаются от разных фаз силовой трехфазной сети. Для устройств USB 2.0 регламентировано три режима работы: · Low-speed, 10-1500 Кбит/с (используется для интерактивных устройств: клавиатуры, мыши, джойстика) Подключение же 2.0 устройства в порт 3.0, или 3.0 устройства в 2.0 порт, обеспечит стандартную для USB второго поколения производительность.Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300 должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счет поддержки согласования скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров требуется ручное выставление режима работы.Два основных изменения, произошедших в третьем поколении интерфейса, - это увеличенная до 6 Гб/с пропускная способность и расширенные возможности NCQ. Первое обновление не будет востребовано даже жесткими дисками последнего поколения, поскольку на сегодняшний день они не обеспечивают скоростей линейного чтения, превышающих 150-160 МБ/с, однако для SSD это вполне актуально. Тяжело нагруженный HDD, читающий и записывающий информацию в несколько потоков (довольно распространенная в домашних ПК ситуация в свете развития файлообменных сетей), зачастую не способен обеспечить устойчивую скорость чтения для комфортного просмотра видео или прослушивания аудио.Serial Attached SCSI (SAS) - компьютерный интерфейс, разработанный для обмена данными с такими устройствами, как жесткие диски, накопители на оптическом диске и т. д. SAS разработан для замены параллельного интерфейса SCSI и позволяет достичь более высокой пропускной способности, чем SCSI; в то же время SAS совместим с интерфейсом SATA. Для управления SAS-устройствами по-прежнему используются команды SCSI. В отличие от SATA, устройства SAS могут иметь несколько портов, каждый из которых может использовать несколько физических соединений, чтобы обеспечивать более скоростные (широкие) подключения SAS. Новая версия SAS также призвана снизить сложность прокладки кабелей, а также число соединений на Гбит/с пропускной способности, увеличивая возможную длину кабелей и улучшая работу экспандеров (разбиение на зоны и автоматическое обнаружение).Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии.
План
Содержание
Введение
1. Внутренние шины
1.1 PCI express
1.1.1 PCI Express 1.0
1.1.2 PCI Express 2.0
1.1.3 PCI Express 3.0
1.2 HYPERTRANSPORT
1.3 INFINIBAND
2. Внешние шины
2.1 USB
2.1.1 USB 2.0
2.1.2 USB 3.0
2.2 IEEE 1394
2.3 SATA
2.3.1 SATA Revision 2.x
2.3.2 SATA Revision 3.x
2.3.3 ESATA
2.4 Serial Attached SCSI
2.4.1 SAS 2.0
2.4.2 Новые функции SAS 2.0
Заключение
Список информационных источников
Введение
Компьютерная шина (от англ. computer bus, bidirectional universal switch - двунаправленный универсальный коммутатор) - в архитектуре компьютера, подсистема, которая передает данные между функциональными блоками компьютера. Обычно шина управляется драйвером. В отличие от связи точка-точка, к шине можно подключить несколько устройств по одному набору проводников. Каждая шина определяет свой набор коннекторов (соединений) для физического подключения устройств, карт и кабелей.
Ранние компьютерные шины представляли собой параллельные электрические шины с несколькими подключениями, но сейчас данный термин используется для любых физических механизмов, предоставляющих такую же логическую функциональность, как параллельные компьютерные шины.
Компьютерная шина служит для передачи данных между отдельными функциональными блоками компьютера и представляет собой совокупность сигнальных линий, которые имеют определенные электрические характеристики и протоколы передачи информации. Шины могут различаться разрядностью, способом передачи сигнала (последовательные или параллельные, синхронные или асинхронные), пропускной способностью, количеством и типами поддерживаемых устройств, протоколом работы, назначением (внутренняя или интерфейсная).
Вывод
Современные компьютерные шины используют как параллельные, так и последовательные соединения и могут иметь параллельные (multidrop) и цепные (daisy chain) топологии. В случае USB и некоторых других шин могут также использоваться хабы.