Исторические типы ПЗУПравить

Постоянные запоминающие устройства стали находить применение в технике задолго до появления ЭВМ и электронных приборов. В частности, одним из первых типов ПЗУ был кулачковый валик, применявшийся вшарманках, музыкальных шкатулках, часах с боем.

С развитием электронной техники и ЭВМ возникла необходимость в быстродействующих ПЗУ. В эпоху вакуумной электроники находили применение ПЗУ на основе потенциалоскопов, моноскопов, лучевых ламп. В ЭВМ на базетранзисторов в качестве ПЗУ небольшой ёмкости широко использовались штепсельные матрицы. При необходимости хранения больших объёмов данных (для ЭВМ первых поколений — несколько десятков килобайт) применялись ПЗУ на базе ферритовых колец (не следует путать их с похожими типами ОЗУ). Именно от этих типов ПЗУ и берет свое начало термин «прошивка» — логическое состояние ячейки задавалось направлением навивки провода, охватывающего кольцо. Поскольку тонкий провод требовалось протягивать через цепочку ферритовых колец для выполнения этой операции применялись металлические иглы, аналогичные швейным. Да и сама операция наполнения ПЗУ информацией напоминала процесс шитья.

26. Южный мост / хабы

Южный хаб чипсета обеспечивает подключение шин PCI, PCI-X и «маломощных» портов PCI-E, ISA (но уже не всегда), АТА (2 канала), SATA, USB, FireWire, а также «мелких» контроллеров ввода-вывода, памяти CMOS и флэш-памяти с системным модулем BIOS. В южной части располагаются таймер (8254), контроллер прерываний (совместимый с парой 8259 или APIC), контроллер DMA для шины ISA и периферии системной платы. Если в чипсет интегрирован звук, то южный хаб (мост) имеет контроллер интерфейса AC-Link или HDA Link для подключения аудиокодека, а то и сам аудиокодек. Поскольку шина ISA отправляется в отставку, для контроллеров ввода-вывода, ранее подключавшихся к шине X-BUS (это практически та же ISA), ввели новый интерфейс LPC (Low Pin Count). Он, как и следует из названия, имеет малое число линий [6], что значительно облегчает разработку чипсета и системной платы. Флэш-память для хранения системной памяти BIOS стали помещать в специальный хаб (firmware hub), соединяемый с южным хабом отдельной шиной (аналогичной LPC). Флэш-память может подключаться и прямо к шине LPC. Для подключения энергонезависимой памяти (EEPROM) хаб может иметь дополнительный последовательный интерфейс. Для обслуживания процессоров, имеющих дополнительную сервисную шину SMBus, а также для поддержки слота CNR хаб может иметь последовательный интерфейс I2C (Inter 1С — интерфейс связи микросхем). Этот же интерфейс может использоваться для чтения идентификаторов модулей памяти. В южный хаб интегрированных чипсетов вводят и контроллер локальной сети (как правило, Ethernet).

Логически южный хаб представляется как набор виртуальных мостов и устройств, подключенных к главной шине PCI. Однако обмены данными с широкополосными устройствами (IDE, SATA, USB, FireWire, Ethernet, AC'97 или HDA) на внешнюю шину PCI все-таки не «выплескивают», иначе теряется смысл южного хаба.

Южный хаб (или мост) определяет перечисленные далее параметры системной платы:

· Параметры шины PCI (только для хабов):

· версия интерфейса и режимы (PCI, PCI-X, PCI-X 2.0);

· разрядность (32 или 64 бита);

· частота (33 или 66 МГц для PCI, до 133 МГц для PCI-X);

· допустимое количество контроллеров шины (число каналов арбитра, которое влияет на число слотов и встроенных устройств PCI).

· Число маломощных (4х) портов PCI-E.

· Параметры интерфейсов AT А:

· поддерживаемые режимы UltraDMA — ATA/33, ATA/66, ATA/100, АТА/133;

· независимость каналов — электрическое разделение каналов, возможность одновременной работы двух каналов.

· Параметры интерфейса SAT А: тип контроллера (желательно AHCI), число портов, возможность одновременного использования с параллельной шиной.

· Число портов и версия шины USB.

· Наличие интерфейса AC-Link или HDA Link.

· Наличие шины ISA.

· Возможность эмуляции DMA на шине PCI (PC-PCI, DDMA).

· Возможности мониторинга состояния:

· число каналов измерения питающих напряжений;

· число каналов измерения температуры;

· число каналов измерения частоты вращения вентиляторов.

Контроллеры гибких дисков, интерфейсных портов, клавиатуры, CMOS RTC могут входить в собственно чипсет, а могут быть реализованы и на отдельных «инородных» микросхемах. От них зависят следующие параметры системной платы:

· наличие порта PS/2 Mouse (есть во всех платах АТХ);

· режимы параллельного порта (стандартный, двунаправленный, ЕСР, ЕРР, поддержка FIFO и DMA);

· режимы последовательных портов (стандартом считается совместимость с 16550А и поддержка FIFO и DMA);

· поддержка IrDA;

· типы поддерживаемых дисководов (2,88 Мбайт поддерживают теперь почти все контроллеры, но эта возможность не востребована дисководами и дискетами).

27. Северные мосты / хабы

Северный хаб (как и мост) определяет основные возможности системной платы:

· Поддерживаемые процессоры — типы, частоты системной шины, возможности мультипроцессорных или избыточных конфигураций. Типы процессоров определяются протоколами системной шины, которых в настоящее время несколько:

· шина Pentium процессоров для сокета 7, Super7 (и сокета 5); частоты 50-100 МГц;

· шина Р6 процессоров для сокета 8, слотов 1 и 2, сокета-370; частоты 66-133 МГц;

· шина Pentium 4 для сокетов с 423, 478/479, 603/604 и 775 контактами; частота синхронизации 100-266 МГц при 4-кратной «накачке» обеспечивает частоту передачи данных 400-1066 МГц;

· шина EV-6 процессоров Athlon, Duron, Semptron для слота А и сокета А (462 контакта); частоты передачи данных 200-400 МГц (тактовая частота в два раза ниже);

· интерфейс HyperTransport процессоров со встроенным контроллером памяти (Athlon 64, Opteron, мобильные Turion 64 и Semptron) для сокетов с 754 и 939/940 выводами.

· Типы памяти и частота работы шины памяти:

· DRAM (FPM, EDO, BEDO) с временем доступа 50-80 нс;

· SDRAM (PC66, РС100, РС133) с частотами 66-133 МГц;

· DDR SDRAM (РС1600, РС2100, РС2700, РС3200) с частотами 100-200 МГц (частота передачи в два раза выше);

· DDR2 SDRAM (РС2-3200, РС2-4300, РС2-5300, РС2-5300, РС2-6400) с частотами 200-400 МГц (частота передачи в два раза выше);

· RDRAM (РС600, РС700, РС800, РС1066) с частотами 300, 356, 400 и 533 МГц.

· Максимальный объем памяти. На него влияет ряд факторов:

· число слотов под модули памяти и поддерживаемые объемы модулей (допустимое число устанавливаемых модулей при работе на самой высокой частоте шины памяти может оказаться меньше, чем число слотов);

· максимальное количество «рядов» микросхем памяти (может ограничивать возможное число устанавливаемых двусторонних модулей).

· Число каналов памяти — пока чаще один, но для повышения пропускной способности применяются два канала. Поначалу двухканальность использовалась только для RDRAM (здесь меньше интерфейсных сигналов в канале), теперь есть двухканальные контроллеры DDR SDRAM и DDR2 SDRAM. В оба канала должны быть установлены попарно однотипные модули (как раньше пары SIMM-72 для Pentium).

· Возможность и эффективность применения разнородной памяти (например, DRAM вместе с SDRAM в старых платах, SDRAM и DDR SDRAM в более новых) и модулей с разным быстродействием (разная латентность при одинаковой частоте). В ряде случаев разнородная память снижает производительность всей памяти, и не всегда эта потеря окупается получаемым увеличением объема ОЗУ.

· Для старых плат с DRAM — возможность чередования банков (у современных типов памяти чередование банков внутреннее).

· Поддержка контроля достоверности памяти и исправления ошибок (ЕСС).

· Средства подключения графического акселератора (высокопроизводительное подключение), для которого уже имеется несколько вариантов:

· порт AGP и его характеристики (режим 2х/4х/8х, внеполосная адресация SBA, быстрая запись Fast Writes); для чипсетов с интегрированной графикой интересна доступность порта при отключении внутреннего графического адаптера;

· слоты PCI-E 8х или 16х для подключения графического адаптера (1 или 2 порта); слоты PCI-E 1х может обеспечивать как северный, так и южный хаб;

· графический адаптер с интерфейсом HyperTransport (пока что это теоретический вариант).

· Возможности системы управления энергопотреблением ACPI или АРМ) - реализуемые энергосберегающие режимы процессора и памяти, управление производительностью, SMM.

Северный мост плат для сокетов 5, 7 и Super7 определяет также политику записи кэша, применяемые типы и быстродействие микросхем статической памяти, возможный размер кэша и кэшируемой области основной памяти. Для современных плат без кэша все эти параметры определяются процессором, а политику обратной записи поддерживают уже все платы.

Северный мост определяет также поддерживаемые частоты и разрядность шины PCI и PCI-X, возможное количество контроллеров шины PCI (число пар сигналов арбитра PCI), способы буферизации, возможности одновременных обменов. Северный хаб на эти параметры уже не влияет, поскольку шины PCI и PCI-X подключаются к южному хабу.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: