Основні шинні інтерфейси материнських плат

ISA (Industry Standard Architecture). Це 16-розрядна шина, що працює на частоті 8 Мгц; вперше стала використовуватися в системах AT у 1984 році. Дозволяє зв'язати між собою всі пристрої системного блоку, а також забезпечує просте підключення нових пристроїв через стандартні слоти. Пропускна здатність складає до 5,5 Мбайт/с.

Рис.1. Шина ISA.

EISA (Extended ISA). Розширення стандарту ISA. Пропускна здатність зросла до 32 Мбайт/с. Як і стандарт ISA, цей стандарт вважається таким, що вичерпав свої можливості (у майбутньому випуск плат, що підтримують ці інтерфейси припиниться).

Рис.2. Шина EISA

VLB (VESA Local Bus). Інтерфейс локальної шини стандарту VESA. Локальна шина з'єднує процесор з оперативною пам'яттю в обхід основної шини. Вона працює на більшій частоті, ніж основна шина, що дозволяє збільшити швидкість передавання даних. Пізніше в локальну шину "врізали" інтерфейс для підключення відеоадаптера, який також вимагає підвищеної пропускної здатності, що і призвело до появи стандарту VLB. Пропускна здатність – до 130 Мбайт/с, робоча тактова частота – 50 МГц (але вона залежить від кількості пристроїв, під'єднаних до шини, що є головним недоліком інтерфейсу VLB).

FSB (Front Side Bus). Починаючи з процесора Pentium Pro для зв'язку з оперативною пам'яттю використовується спеціальна шина FSB. Ця шина працює на частоті 100-133 МГц і має пропускну здатність до 800 Мбайт/с. Частота шини FSB є основним параметром, саме вона вказується в специфікації материнської плати. За шиною PCI залишилася лише функція підключення нових зовнішніх пристроїв.

PCI (Peripherial Component Interconnect). Стандарт підключення зовнішніх пристроїв, введений в ПК на базі процесора Pentium. За своєю суттю, це також інтерфейс локальної шини з роз'ємами для під'єднання зовнішніх компонентів. Даний інтерфейс підтримує частоту шини до 66 МГц і забезпечує швидкодію до 264 Мбайт/с незалежно від кількості під'єднаних пристроїв. Важливим нововведенням цього стандарту була підтримка механізму plug-and-play, суть якого полягає в тому, що після фізичного підключення зовнішнього пристрою до роз'єму шини PCI відбувається автоматичне конфігурування цього пристрою.

Рис.3. PCI шина.

PCI Express використовує програмну модель шини PCI і високопродуктивний фізичний протокол на основі послідовної передачі даних.

Рис.4. PCI Express шина.

(зверху вниз: х4 PCI Express, x16 PCI Express, x1 PCI Express, x16 PCI Express)

AGP (Advanced Graphic Port). Спеціальний шинний інтерфейс для підключення відеоадаптерів. Ця 32-розрядна шина працює на частоті 66 (AGP 1х), 133 (AGP 2х) чи 266 МГц (AGP 4х).

Рис.5. Шина AGP.

USB 1.1; 2,0 (Universal Serial Bus). Стандарт універсальної послідовної шини, визначає новий спосіб взаємодії комп'ютера з периферійним обладнанням. Він дозволяє підключати до 256 різних пристроїв із послідовним інтерфейсом, причому пристрої можуть під'єднуватися ланцюжком. Серед переваг цього стандарту слід відзначити можливість підключати і відключати пристрої в "гарячому режимі" (тобто без перезавантаження комп'ютера), а також можливість об'єднання декількох комп'ютерів у просту мережу без використання спеціального апаратного та програмного забезпечення.

Для пристроїв USB 2.0 регламентовано три режими роботи:

· Low-speed, 10—1500 Кбіт/c (клавіатура, миша, джойстики)

· Full-speed, 0,5—12 Мбіт/с (аудіо-, відеопристрої)

· Hi-speed, 25—480 Мбіт/с (присторї зберігання інформації)

Рис.6. Логотип USB.

Рис.7. Шина USB: тип А та В.

IEEE-1394 (FireWire чи i.Link). Наприкінці 1995 року відділ стандартів Інституту інженерів по електротехніці й електроніці (Institute of Electrical and Electronic Engineers — IEEE) опублікував стандарт IEEE-1394 (чи скорочено 1394). Ці цифри – порядковий номер нового стандарту, що з'явився результатом великих досліджень в області мультимедійних пристроїв. Його основна перевага полягає у високій швидкості передачі даних. На сьогоднішній день швидкість передачі, підтримувана цим стандартом, досягає 400 Мбіт/с.

FireWire — це високошвидкісна локальна послідовна шина, здатна передавати дані зі швидкістю 100, 200 і 400 Мбіт/с (12,5, 25 і 50 Мбайт/с), а при роботі з деякими типами файлів – до 1 Гбіт/с. Ця шина використовує простий 6-провідний кабель, що складається з двох різних пар ліній, призначених для передачі тактових імпульсів та інформації, а також двох ліній живлення. Як і USB, IEEE-1394 цілком підтримує технологію гарячого підключення.

Рис.8. Логотип FireWire

Рис.9. Роз’єм FireWire

слоти DIMM для установки модулів пам'яті типу SDRAM, DDR, DDR2 (різні для кожного типу пам'яті). Найчастіше їх 3-4, хоча на компактних платах можна зустріти тільки 1 або 2 таких слоти;

IDE. Для підключення дискових накопичувачів — жорстких дисків і оптичних приводів. Також для floppy-дисковода (3,5" дискети), хоча все йде до того, що від нього незабаром остаточно відмовляться. Всі дискові накопичувачі підключаються до системної плати за допомогою спеціальних кабелів, які в розмовній мові називають "шлейфами".

Рис.10. Роз’єм і шлейфи АТА

SATA (Serial ATA) — послідовний інтерфейс обміну з накопичувачами інформації.

Рис.11. Роз’єм SATA.

Задню частину системної плати займає панель з роз’ємами для підключення додаткових зовнішніх пристроїв – монітора, клавіатури і миші, мережевих-, аудіо- і USB-пристроїв, тощо;

Рис.12. Задня частина системної плати.

Окрім перелічених слотів і роз’ємів, на будь-якій системній платі є допоміжні джампери (перемички) і роз’єми: це можуть бути і контакти для підключення системного динаміка, кнопок та індикаторів на передній панелі корпусу, роз’ми для підключення вентиляторів, контактні колодки для підключення додаткових аудіороз’ємів і роз’ємів USB, FireWire.

Рис.13. Джампери (перемички).

Найважливішою частиною материнської плати є чипсет, який складається, як правило, з двох частин — північного моста (Northbridge) і південного моста (Southbridge). Зазвичай північний і південний міст розташовані на окремих мікросхемах. Саме північний і південний мости визначають, в значній мірі, особливості материнської плати і те, які пристрої можуть підключатися до неї.

Сучасна материнська плата ПК, як правило, включає чіпсет, що здійснює взаємодію центрального процесора з ОЗП і основною оперативною пам'яттю, з портами вводу/виводу, із слотами розширення PCI Express, PCI, а також, зазвичай, з USB, SATA та IDE/ATA. Більшість пристроїв, які можуть приєднуватися до материнської плати, роблять це за допомогою одного або декількох слотів розширення або сокетів, а деякі сучасні материнські плати підтримують бездротові пристрої, що використовують протоколи IrDA, Bluetooth, або 802.11 (Wi-Fi).

Рис.14. Схема взаємодії північного та південного мостів чіпсету.

Контроллери. Електронні схеми, що керують різними пристроями комп'ютера. В усіх комп'ютерах IBM PC є контроллери для керування клавіатурою, монітором, дисководами для дискет, жостким диском і т.д.

Інтегровані контролери. У сучасних комп'ютерах багато контролерів входять до складу материнської плати. Такі контролери називаються вбудованими чи інтегрованими (у материнську плату). Так, контроллер клавіатури завжди є вбудованим. На сучасних материнських платах є вбудовані контроллери дискет, порти вводу-виводу, контроллер жорстких дисків, іноді — відео-, аудіо-, мережевий контроллер.

Плати контроллерів. Різним користувачам у комп'ютері потрібний різний набір контроллерів. Тому всі контроллери комп'ютера вбудовуються в материнську плату тільки в деяких спеціальних комп'ютерах. У більшості комп'ютерів деякі контролери розташовуються на окремих електронних платах

За допомогою додавання і заміни плат контролерів користувач може модифікувати комп'ютер, розширюючи його можливості і набудовуючи його по своїх потребах.

На кожній системній платі в обов'язковому порядку є спеціальна мікросхема пам'яті, найчастіше встановлена в спеціальну панельку; втім, окремі виробники, з метою економії впаюють її в плату. Мікросхема містить прошивку BIOS, плюс батарею, яка забезпечує живлення при зникненні зовнішньої напруги.

BIOS — це термін, що використовується для опису базової системи вводу-виводу. Власне кажучи, BIOS являє собою "проміжний шар" між програмною й апаратною частинами системи. Крім системної, існує ще BIOS адаптерів, що завантажуються при запуску системи.

Дата добавления: 2014-01-07