Синхронизация

Архитектура системной платы

Системная, или материнская, плата персонального компьютера (System board или Mother board) является основой системного блока, определяющей архитектуру и производительность компьютера. На ней устанавливаются следующие обязательные компоненты:

- Процессор(ы) и сопроцессор.

- Память: постоянная (ROM или Flash BIOS), оперативная (DRAM), кэш (SRAM).

- Обязательные системные средства ввода/вывода.

- Интерфейсные схемы и разъемы шин расширения.

- Кварцевый генератор синхронизации со схемой формирования сброса системы по сигналу PowerGood от блока питания или кнопки RESET.

Дополнительные стабилизаторы напряжения питания для низковольтных процессоров VRM (Voltage Regulation Module).

Кроме этих сугубо обязательных средств, на большинстве системных плат устанавливают и контроллеры интерфейсов для подключения гибких и жестких дисков (ШЕ, SCSI), графический адаптер, аудио-канал, а также адаптеры СОМ-и LPT-портов, «мыши» и другие. Контроллеры, требующие интенсивного обмена данными (IDE, SCSI, графический адаптер), используют преимущества локального подключения к шине процессора. Цель размещения других контроллеров на системной плате - сокращение общего числа плат компьютера.

Системные платы первых PC, выполненных на процессорах 8088/86, кроме процессора содержали несколько периферийных БИС (контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, контроллер шины) и связующую логику на микросхемах малой и средней степени интеграции.

Современные платы исполняются на основе чипсетов (Chipset) -наборов из нескольких БИС, реализующих все необходимые функции связи основных компонентов - процессора, памяти и шин расширения. Чипсет определяет возможности применения различных типов процессоров, основной и кэш-памяти и ряд других характеристик системы, определяющих возможности ее модернизации. Его тип существенно влияет и на производительность - при одинаковых установленных компонентах производительность компьютеров, собранных на разных системных платах -читай, чипсетах, - может отличаться на 30%.

Современные чипсеты обеспечивают совместимость устанавливаемых на системную плату модулей и позволяют во время POST выполнять автоматическую идентификацию типов (а в некоторых случаях и быстродействие - например ОЗУ) установленных компонент.

Основной тактовый генератор системной платы вырабатывает высокостабильные импульсы опорной частоты, используемой для синхронизации процессора, системной шины и шин ввода/вывода. Стандартные частоты генератора: 4,77, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 33,3, 40, 50, 60, 66,6, 75,83,100 МГц и выше.

Поскольку быстродействие различных компонентов (процессора, памяти, адаптеров для шин ISA, EISA, VLB, PCI) существенно различается, в компьютерах на процессорах класса 486 и старше применяется деление опорной частоты для синхронизации шин ввода/вывода и внутреннее умножение частоты в процессорах. Различают следующие частоты:

- Host Bus Clock - частота системной шины (внешняя частота шины процессора). Эта частота является опорной для всех других.

- CPU Clock, или Core Speed - внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро. Современные технологии позволили существенно повысить предельные частоты интегральных компонентов, в связи с чем широко применяется внутреннее умножение частоты на 1,5,2,2,5,3,3,5,4 и некоторые другие значения.

- PCI Bus Clock - частота шины PCI, которая должна составлять 25-33,3 МГц (спецификация PCI-2.1 допускает частоту до 66,6 МГц). Она обеспечивается делением Host Bus Clock на 2 (реже на 3).

- VLB Bus Clock - частота шины VLB, определяемая аналогично PCI Bus Clock. Платы с шиной VLB обычно имеют джампер, переключаемый в зависимости от того, превышает ли системная частота значение 33,3 МГц.

- ISA Bus Clock, или ATCLK - частота шины ISA, которая должна быть близка к 8 МГц. Она обычно задается в BIOS Setup через коэффициент деления системной частоты.

Кроме этих тактовых частот на системной плате присутствуют и другие - для синхронизации СОМ-портов, CMOS-часов, таймера, НГМД и других периферийных адаптеров.

Дата добавления: 2014-01-07