В табл. 6.1 дана характеристика стандартных шин расширения PC.
Таблица 6.1. Характеристики шин расширения
| Шина | Пропускная способность, Мбайт/с¹ | Каналы DMA | Bus-Master | ACFG² | Разрядность данных | Разрядность адреса | Частота, МГЦ |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| ISA-8 | 4 | 3 | - | - | 8 | 20 | 8 |
| ISA-16 | 8 | 7 | + | - | 16 | 24 | 8 |
| LPC | 6,7 | 7 | + | - | 8/16/32 | 32 | 33 |
| EISA | 33,3 | 7 | + | + | 32 | 32 | 8,33 |
| MCA-16 | 16 | - | + | + | 16 | 24 | 10 |
| MCA-32 | 20 | - | + | + | 32 | 32 | 10 |
| VLB | 132 | - | (+) | - | 32/64 | 32 | 33-50(66) |
| PCI | 132/264 | - | + | + | 32/64 | 32 | 33/66 |
| PCI–X | 532/1064 | - | + | + | 32/64 | 32/64 | 33/66 |
| AGP 1x/2x/4x | 266/532/1064 | - | + | + | 32 | 32/64 | 66 |
| PCMCIA | 10/20 | + | - | + | 8/16 | 26 | 10 |
| Card Bus | 132 | - | + | + | 32 | 32 | 33 |
¹ Указана максимальная пропускная способность. Реальная примерно в 2 раза ниже за счет прерываний, регенерации и протокольных процедур.
² Поддержка автоматического конфигурирования. Для ISA PnP является позднейшей надстройкой, реализуемой адаптерами и ПО.
6.1. Шины ISA, EISA и PC/104
ISA Bus (Industry Standard Architecture) — шина расширения, применявшаяся с первых моделей PC и ставшая промышленным стандартом, В компьютере XT использовалась шина с разрядностью данных 8 бит и адреса — 20 бит. В компьютерах AT ее расширили до 16 бит данных и 24 бит адреса. Конструктивно, как показано на рис. 6.1, шина выполнена в виде двух щелевых разъемов с шагом выводов 2,54 мм (0,1 дюйма). В подмножестве ISA-8 используется только 62-контактный слот (ряды А, В), в ISA-16 применяется дополнительный 36-контактный слот (ряды С, D). Шина PC/104, разработанная для встраиваемых контроллеров на базе PC, отличается от обычной ISA только конструктивно. В шине EISA — дорогом 32-разрядном расширении ISA — используется «двухэтажный» слот, позволяющий устанавливать и обычные карты ISA.
Рис. 6.1. Слот ISA
Для шины ISA выпущено (и продолжает выпускаться) огромное количество разнообразных карт расширения. Ряд фирм выпускает карты-прототипы (Prototype Card), представляющие собой печатные платы полного или уменьшенного формата с крепежной скобой. На платах установлены обязательные интерфейсные цепи — буфер данных, дешифратор адреса и некоторые другие. Остальная часть платы свободна, и здесь разработчик может разместить макетный вариант своего устройства. Эти платы удобны для проверки нового изделия, а также для монтажа единичных экземпляров устройства, когда разработка и изготовление печатной платы нерентабельно.
В каждый момент времени шиной может управлять только одно устройство-задатчик, обращающееся к ресурсам (портам или ячейкам памяти) устройств-исполнителей. Шина ISA обеспечивает возможность обращения к 8- или 16-битным регистрам устройств, отображенным на пространства ввода-вывода и памяти. Диапазон адресов памяти для устройств ограничен областью верхней памяти UMА (А0000-FFFFFh). Для шины ISA-16 настройками CMOS Setup может быть разрешено пространство между 15-м и 16-м мегабайтом памяти (при этом компьютер не сможет использовать более 15 Мбайт ОЗУ). Для шины ISA диапазон адресов ввода-вывода сверху ограничен количеством задействованных для дешифрации бит адреса, нижняя областью адресов 0-FFh недоступна (зарезервирована под устройства системной платы). В PC была принята 10-битная адресация ввода-вывода, при которой линии адреса А[15:10] устройствами игнорировались. Таким образом, диапазон адресов устройств шины ISA ограничивается областью 100h–3FFh. Впоследствии стали применять 12-битную адресацию (диапазон 100h-FFFh). При этом приходится учитывать возможность присутствия на шине старых 10-битных адаптеров, которые «отзовутся» на адрес с подходящими ему битами А[9:0] во всей допустимой области 12-битного адреса четыре раза (у каждого 10-битного адреса будет еще по три 12-битных псевдонима). Полный 16-битный адрес используется только в шинах EISA и PCI.