Интерфейсы переферийные устройства

ИПУ

Введение. Предмет и содержание курса.

Структура персонального компьютера. Организация соединения устройств.
Основными устройствами любой ЭВМ являются центральный процессорный блок (CPU) и внутренняя память (ОЗУ(RAM) и ПЗУ(ROM)).
Основу процессора составляют два устройства: арифметико-логическое устройство (АЛУ) и устройство управления (УУ). Арифметико-логическоеустройство выполняет весь вычислительный процесс в ЭВМ, сводящийся к выполнению арифметических и логических операций. Устройство управления по информации поступающей из памяти команды формирует и посылает всем другим устройствам ЭВМ сигналы, предписывающие им те или иные действия, необходимые для выполнения данной команды.
Одним из основных элементов без которого ЭВМ не может функционировать, являютсявнешние устройства (ВУ). Они служат для ввода в память данных и программы вычислений, для вывода результатов вычислений, т.е. для вывода результатов работы ЭВМ. В состав ЭВМ входят многочисленные и разнообразные по выполняемым функциям, принципам действия и характеристикам внешние устройства. Для связи CPU с ВУ используется единый принцип: каждое ВУ имеет контроллер (адаптер), который с одной сторонычерез системный интерфейс подключается к CPU, а с другой - посредством внешнего кабеля с самим ВУ.
В ЭВМ есть ряд устройств, несложных по построению, но играющих важную роль в обеспечении нормального функционирования любой вычислительной системы.
Отметим некоторые из них.
1. Узел синхронизации, обеспечивающий согласование работы всех блоков ЭВМ во времени. Этот узел, называемый обычногенератором тактовых импульсов, непрерывно вырабатывает для синхронизации работы тактовые импульсы (синхроимпульсы).
2. Узел прерывания. Предназначен для организации режима прерывания работы ЭВМ при возникающих ситуациях обычно во внешних устройствах.
3. Узел прямого доступа к памяти. Используется для организации быстрой передачи данных между внутренней памятью и внешним устройством,минуя процессор, который эту передачу организует медленно.
4. Таймер – узел для реализации в ЭВМ определенных времязадающих функций.
5. Параллельный контроллер (интерфейс) – узел для организации обмена данными с внешними устройствами в параллельном коде.
6. Последовательный контроллер (интерфейс) - узел для организации обмена данными с внешними устройствами в последовательном коде.В ранних разработках ПК типа PC/XT, PC/AT эти узлы выполнялись в виде одной БИС. В ПК подобного типа все перечисленные компоненты ПУ соединялись между собой с помощью системы шин, называемой системным интерфейсом. В составе системного интерфейса выделяли шину адреса, шину данных, шину управления. Наиболее распространенными в ПК в то время являлись системные интерфейсы ISA-8, ISA-16,Multibus, EISA и др.
С появлением CPU Pentium с 64-хразрядной шиной данных, с высокой рабочей частотой применение стандартных системных интерфейсов значительно замедляло работу ПК. В то же время в ВТ использовалось большое количество ВУ, значительно отличающихся по быстродействию. Поэтому, вместо совершенствования системных интерфейсов для новых CPU в ПК стали использовать 2 интерфейса вместоодного: локальный (типа PCI) для подключения к CPU быстродействующих устройств и системный (типа ISA) для подключения медленнодействующих устройств.
В ПК-х стала использоваться новая архитектура системной платы. Эффективность компьютерной системы во многом определяется установленным на системной плате набором микросхем системной логики, называемым чипсетом. Он обеспечивает обмен данными между CPUи различными устройствами, подключенными к шинам PCI, ISA, USB и др.
По функциям и составу чипсеты – это сложные узлы, представляющие собой набор контроллеров и микросхем, через которые организуется связь и управление обменом данных между микропроцессором, внутренней памятью, видеоадаптером и другими узлами ПК.
Многие современные системные наборы включают две...