|
- Я хотел бы кое-что узнать о моей плате - как мне описать ее?
Прежде всего - привести ее фирменное название. Если его нет - привести
надписи на плате, которые могут быть похожи на название. Описать основные
признаки платы (под какой процессор, какие шины, сколько разъемов каждой
шины, сколько каких разъемов под кэш/память, что написано на больших микросхемах
и т.п.). Если плата не имеет фирменного названия, имеет смысл привести
строку идентификации BIOS, которая выводится при перезагрузке внизу экрана,
и тип самого BIOS (AMI, AWARD, Phoenix, Acer и т.п.). Чем больше информации
- тем выше вероятность верного опознания платы другими и получения ответов
на заданные вопросы.
- Что такое Chipset?
Chip Set - набор микросхем. Это одна или несколько микросхем, таймеры,
систему управления специально разработанных для "обвязки" микропроцессора.
Они содержат в себе контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти,
памятью и шиной - все те компоненты, которые в оригинальной IBM PC были
собраны на отдельных микросхемах. Обычно в одну из микросхем набора входят
также часы реального времени с CMOS-памятью и иногда - клавиатурный контроллер,
однако эти блоки могут присутствовать и в виде отдельных чипов. В последних
разработках в состав микросхем наборов для интегрированных плат стали
включаться и контроллеры внешних устройств.
Внешне микросхемы Chipset'а выглядят, как самые большие после процессора,
с количеством выводов от нескольких десятков до двух сотен. Название набора
обычно происходит от маркировки основной микросхемы - OPTi495SLC, SiS471,
UMC491, i82C437VX и т.п. При этом используется только код микросхемы внутри
серии: например, полное наименование SiS471 - SiS85C471. Последние разработки
используют и собственые имена; в ряде случаев это - фирменное название
(Neptun, Mercury, Triton, Viper), либо собственная маркировка чипов третьих
фирм (ExpertChip, PC Chips).
Тип набора в основном определяет функциональные возможности платы: типы
поддерживамых процессоров, структура/объем кэша, возможные сочетания типов
и объемов модулей памяти, поддержка режимов энергосбережения, возможность
программной настройки параметров и т.п. На одном и том же наборе может
выпускаться несколько моделей системных плат, от простейших до довольно
сложных с интегрированными контроллерами портов, дисков, видео и т.п.
- Что такое IRQ и DMA и как их распpеделять?
IRQ (Interrupt ReQuest - запрос прерывания) - сигнал от одного из узлов
компьютера, требующий внимания процессора к этом узлу. Возникает при наступлении
какого-либо события (например, нажатии клавиши, завершении операции чтения/записи
на диске и т.п.). На PC AT предусмотрено 15 (на XT - 8) линий IRQ, часть
которых используется внутренними контроллерами системной платы, а остальные
заняты стандартными адаптерами либо не используются:
0 - системный таймер
1 - контроллер клавиатуры
2 - сигнал возврата по кадру (EGA/VGA), на AT соединен с IRQ 9
3 - обычно COM2/COM4
4 - обычно COM1/COM3
5 - контроллер HDD (XT), обычно свободен на AT
6 - контроллер FDD
7 - LPT1, многими LPT-контроллерами не используется
8 - часы реального времени с автономным питанием (RTC)
9 - параллельна IRQ 2
10 - не используется
11 - не используется
12 - обычно контроллер мыши типа PS/2
13 - математический сопроцессор
14 - обычно контроллер IDE HDD (первый канал)
15 - обычно контроллер IDE HDD (второй канал)
На AT и всех современных платах сигнал IRq 2 схемно поступает на вход,
соответствующий IRq 9 и вызывает запуск обработчика прерываний, связанного
с IRq 9, который программно эмулирует прерывание по IRq 2. Таким образом,
программы, работающие с IRq 9, будут работать всегда, а использующие IRq
2 - могут не работать, если не установлен правильный обработчик IRq 9.
DMA (Direct Memory Access - прямой доступ к памяти) - способ обмена данными
между внешним устройством и памятью без участия процессора, что может
заметно снизить нагрузку на процессор и повысить общую производительность
системы. Режим DMA позволяет освободить процессор от рутинной пересылки
данных между внешними устройствами и памятью, отдав эту работу контроллеру
DMA; процессор в это время может обрабатывать другие данные или другую
задачу в многозадачной системе. На PC AT есть 7 (на XT - 4) независимых
каналов контроллера DMA:
0 - регенерация памяти на некоторых платах
1 - не используется
2 - контроллер FDD
3 - контроллер HDD на XT, на AT не используется
5 - не используется
6 - не используется
7 - не используется
Каналы 0-3 - восьмиразрядные, каналы 5-7 - шестнадцатиразрядные.
С учетом этого, новые адаптеры следует настраивать прежде всего на полностью
свободные каналы IRQ (10, 11) и DMA (1, 5-7), а затем - на свободные в
конкретной системе (например, IRQ 5 или 12, DMA 3). Возможность использования
одного IRQ несколькими адаптерами зависит от типа шины и требует поддержки
со стороны драйверов этих адаптеров. Использование разными адаптерами
одного канала DMA в принципе возможно, но связано со множеством проблем
и потому не рекомендуется.
- Что такое BIOS и зачем он нужен?
Это Basic Input/Output System - основная система ввода/вывода, зашитая
в ПЗУ (отсюда название ROM BIOS). Она представляет собой набор программ
проверки и обслуживания аппаратуры компьютера, и выполняет роль посредника
между DOS и аппаратурой. BIOS получает управление при включении и сбросе
системной платы, тестирует саму плату и основные блоки компьютера - видеоадаптер,
клавиатуру, контроллеры дисков и портов ввода/вывода, настраивает Chipset
платы и загружает внешнюю операционную систему. При работе под DOS/Windows
BIOS управляет основными устройствами, при работе под OS/2, UNIX, WinNT
BIOS практически не используется, выполняя лишь начальную проверку и настройку.
Обычно на системной плате установлено только ПЗУ с системным (Main, System)
BIOS, отвечающим за саму плату и контроллеры FDD, HDD, портов и клавиатуры;
в системный BIOS практически всегда входит System Setup - программа настройки
системы. Видеоадаптеры и контроллеры HDD с интерфейсом ST-506 (MFM) и
SCSI имеют собственные BIOS в отдельных ПЗУ; их также могут иметь и другие
платы - интеллектуальные контроллеры дисков и портов, сетевые карты и
т.п.
Обычно BIOS для современных системных плат разрабатывается одной из специализирующихся
на этом фирм - Award Software, American Megatrends Inc. (AMI), реже -
Phoenix Technology, Microid Research; в данное время наиболее популярен
Award BIOS 4.51G. Некоторые производители плат (например, IBM, Intel,
Acer) сами разрабатывают BIOS'ы для них. Иногда для одной и той же платы
имеются версии BIOS от разных производителей - в этом случае допускается
копировать прошивки или заменять микросхемы ПЗУ; в объем же случае каждая
версия BIOS привязана к конкретной модели платы.
Раньше BIOS зашивался в однократно программируемые ПЗУ либо в ПЗУ с ультрафиолетовым
стиранием; сейчас в основном выпускаются платы с электрически перепрограммируемыми
ПЗУ (Flash ROM), которые допускают перешивку BIOS средствами самой платы.
Это позволяет исправлять заводские ошибки в BIOS, изменять заводские умолчания,
программировать собственные экранные заставки и т.п.
Тип микросхемы ПЗУ обычно можно определить по маркировке: 27xxxx - обычное
ПЗУ, 28xxxx или 29xxxx - flash. Если на корпусе микросхемы 27xxxx есть
прозрачное окно - это ПЗУ с ультрафиолетовым стиранием, которое можно
"перешить" программатором; если окна нет - это однократно программируемое
ПЗУ, которое в общем случае можно лишь заменить на другое.
- Что такое Bus Mastering?
Способность внешнего устройства самостоятельно, без участия процессора,
управлять шиной (пересылать данные, выдавать команды и сигналы управления).
На время обмена устройство захватывает шину и становится главным, или
ведущим (master) устройством. Такой подход обычно используется для освобождения
процессора от операций пересылки команд и/или данных между двумя устройствами
на одной шине. Частным случаем Bus Mastering является режим DMA, который
осуществляет только внепроцессорную пересылку данных; в классической архитектуре
PC этим занимается контроллер DMA, общий для всех устройств. Каждое же
Bus Mastering-устройство имеет собственный подобный контроллер, что позволяет
избавиться от проблем с распределением DMA-каналов и преодолеть ограничения
стандартного DMA-контроллера (16-разрядность, способность адресовать только
первые 16 Мб ОЗУ, низкое быстродействие и т.п.).
- Чем отличаются шины XT-Bus, ISA, EISA, VLB, PCI, PCMCIA и MCA?
XT-Bus - шина архитектуры XT - первая в семействе IBM PC. Относительно
проста, поддерживает обмен 8-разрядными данными внутри 20-разрядного (1
Мб) адресного пространства (обозначается как "разрядность 8/20"),
работает на частоте 4.77 МГц. Совместное использование линий IRQ в общем
случае невозможно. Конструктивно оформлена в 62-контактних разъемах.
ISA (Industry Standard Architecture - архитектура промышленного стандарта)
- основная шина на компьютерах типа PC AT (другое название - AT-Bus).
Является расширением XT-Bus, разрядность - 16/24 (16 Мб), тактовая частота
- 8 МГц, предельная пропускная способность - 5.55 Мб/с. Разделение IRQ
также невозможно. Возможна нестандартная организация Bus Mastering, но
для этого нужен запрограммированный 16-разрядный канал DMA. Конструктив
- 62-контактный разъем XT-Bus с прилегающим к нему 36-контактным разъемом
расширения.
EISA (Enhanced ISA - расширенная ISA) - функциональное и конструктивное
расширение ISA. Внешне разъемы имеют такой же вид, как и ISA, и в них
могут вставляться платы ISA, но в глубине разъема находятся дополнительные
ряды контактов EISA, а платы EISA имеют более высокую ножевую часть разъема
с дополнительными рядами контактов. Разрядность - 32/32 (адресное пространство
- 4 Гб), работает также на частоте 8 МГц. Предельная пропускная способность
- 32 Мб/с. Поддерживает Bus Mastering - режим управления шиной со стороны
любого из устройств на шине, имеет систему арбитража для управления доступом
устройств у шине, позволяет автоматически настраивать параметры устройств,
возможно разделение каналов IRQ и DMA.
MCA (Micro Channel Architecture - микроканальная архитектура) - шина
компьютеров PS/2 фирмы IBM. Не совместима ни с одной другой, разрядность
- 32/32, (базовая - 8/24, остальные - в качестве расширений). Поддерживает
Bus Mastering, имеет арбитраж и автоматическую конфигурацию, синхронная
(жестко фиксирована длительность цикла обмена), предельная пропускная
способность - 40 Мб/с. Конструктив - одно-трехсекционный разъем (такой
же, как у VLB). Первая, основная, секция - 8-разрядная (90 контактов),
вторая - 16-разрядное расширение (22 контакта), третья - 32-разрядное
расширение (52 контакта). В основной секции предусмотрены линии для передачи
звуковых сигналов. Дополнительно рядом с одним из разъемов может устанавливаться
разъем видеорасширения (20 контактов). EISA и MCA во многом параллельны,
появление EISA было обусловлено собственностью IBM на архитектуру MCA.
VLB (VESA Local Bus - локальная шина стандарта VESA) - 32-разрядное дополнение
к шине ISA. Конструктивно представляет собой дополнительный разъем (116-контактный,
как у MCA) при разъеме ISA. Разрядность - 32/32, тактовая частота - 25..50
МГц, предельная скорость обмена - 130 Мб/с. Электрически выполнена в виде
расширения локальной шины процессора - большинство входных и выходных
сигналов процессора передаются непосредственно VLB-платам без промежуточной
буферизации. Из-за этого возрастает нагрузка на выходные каскады процессора,
ухудшается качество сигналов на локальной шине и снижается надежность
обмена по ней. Поэтому VLB имеет жесткое ограничение на количество устанавливаемых
устройств: при 33 МГц - три, 40 МГц - два, и при 50 МГц - одно, причем
желательно - интегриpованное в системную плату.
PCI (Peripheral Component Interconnect - соединение внешних компонент)
- развитие VLB в сторону EISA/MCA. Не совместима ни с какими другими,
разрядность - 32/32 (расширенный вариант - 64/64), тактовая частота -
до 33 МГц (PCI 2.1 - до 66 МГц), пропускная способность - до 132 Мб/с
(264 Мб/с для 32/32 на 66 МГц и 528 Мб/с для 64/64 на 66 МГц), поддержка
Bus Mastering и автоконфигурации. Количество разъемов шины на одном сегменте
ограничего четырьмя. Сегментов может быть несколько, они соединяются друг
с другом посредством мостов (bridge). Сегменты могут объединяться в различные
топологии (дерево, звезда и т.п.). Самая популярная шина в настоящее время,
используется также на других компьютерах. Разъем похожа на MCA/VLB, но
чуть длиннее (124 контакта). 64-разрядный разъем имеет дополнительную
64-контактную секцию с собственным ключом. Все разъемы и карты к ним делятся
на поддерживающие уровни сигналов 5 В, 3.3 В и универсальные; первые два
типа должны соответствовать друг другу, универсальные карты ставятся в
любой разъем.
Существует также расширение MediaBus, введенное фирмой ASUSTek - дополнительный
разъем содержит сигналы шины ISA.
PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association - ассоциация
производителей плат памяти для персональных компьютеров) - внешняя шина
компьютеров класса NoteBook. Другое название модуля PCMCIA - PC Card.
Предельно проста, разрядность - 16/26 (адресное пространство - 64 Мб),
поддерживает автоконфигурацию, возможно подключение и отключение устройств
в процессе работы компьютера. Конструктив - миниатюрный 68-контактный
разъем. Контакты питания сделаны более длинными, что позволяет вставлять
и вынимать карту при включенном питании компьютера.
- Какие типы микросхем памяти используются в системных платах?
Из микросхем памяти (RAM - Random Access Memory, память с произвольным
доступом) используется два основных типа: статическая (SRAM - Static RAM)
и динамическая (DRAM - Dynamic RAM).
В статической памяти элементы (ячейки) построены на различных вариантах
триггеров - схем с двумя устойчивыми состояниями. После записи бита в
такую ячейку она может пребывать в этом состоянии столь угодно долго -
необходимо только наличие питания. При обращении к микросхеме статической
памяти на нее подается полный адрес, который при помощи внутреннего дешифратора
преобразуется в сигналы выборки конкретных ячеек. Ячейки статической памяти
имеют малое время срабатывания (единицы-десятки наносекунд), однако микросхемы
на их основе имеют низкую удельную плотность данных (порядка единиц Мбит
на корпус) и высокое энергопотребление. Поэтому статическая память используется
в основном в качестве буферной (кэш-память).
В динамической памяти ячейки построены на основе областей с накоплением
зарядов, занимающих гораздо меньшую площадь, нежели триггеры, и практически
не потребляющих энергии при хранении. При записи бита в такую ячейку в
ней формируется электрический заряд, который сохраняется в течение нескольких
миллисекунд; для постоянного сохранения заряда ячейки необходимо регенерировать
- перезаписывать содержимое для восстановления зарядов. Ячейки микросхем
динамической памяти организованы в виде прямоугольной (обычно - квадратной)
матрицы; при обращении к микросхеме на ее входы вначале подается адрес
строки матрицы, сопровождаемый сигналом RAS (Row Address Strobe - строб
адреса строки), затем, через некоторое время - адрес столбца, сопровождаемый
сигналом CAS (Column Address Strobe - строб адреса столбца). При каждом
обращении к ячейке регенерируют все ячейки выбранной строки, поэтому для
полной регенерации матрицы достаточно перебрать адреса строк. Ячейки динамической
памяти имеют большее время срабатывания (десятки-сотни наносекунд), но
большую удельную плотность (порядка десятков Мбит на корпус) и меньшее
энергопотребление. Динамическая память используется в качестве основной.
Обычные виды SRAM и DRAM называют также асинхронными - потому, что установка
адреса, подача управляющих сигналов и чтение/запись данных могут выполняться
в произвольные моменты времени - необходимо только соблюдение временнЫх
соотношений между этими сигналами. В эти временные соотношения включены
так называемые охранные интервалы, необходимые для стабилизации сигналов,
которые не позволяют достичь теоретически возможного быстродействия памяти.
Существуют также синхронные виды памяти, получающие внешний синхросигнал,
к импульсам которого жестко привязаны моменты подачи адресов и обмена
данными; помимо экономии времени на охранных интервалах, они позволяют
более полно использовать внутреннюю конвейеризацию и блочный доступ.
FPM DRAM (Fast Page Mode DRAM - динамическая память с быстрым страничным
доступом) активно используется в последние несколько лет. Память со страничным
доступом отличается от обычной динамической памяти тем, что после выбора
строки матрицы и удержании RAS допускает многократную установку адреса
столбца, стробируемого CAS, а также быструю регенерацию по схеме "CAS
прежде RAS". Первое позволяет ускорить блочные передачи, когда весь
блок данных или его часть находятся внутри одной строки матрицы, называемой
в этой системе страницей, а второе - снизить накладные расходы на регенерацию
памяти.
EDO (Extended Data Out - расширенное время удержания данных на выходе)
фактически представляют собой обычные микросхемы FPM, на выходе которых
установлены регистры-защелки данных. При страничном обмене такие микросхемы
работают в режиме простого конвейера: удерживают на выходах данных содержимое
последней выбранной ячейки, в то время как на их входы уже подается адрес
следующей выбираемой ячейки. Это позволяет примерно на 15% по сравнению
с FPM ускорить процесс считывания последовательных массивов данных. При
случайной адресации такая память ничем не отличается от обычной.
BEDO (Burst EDO - EDO с блочным доступом) - память на основе EDO, работающая
не одиночными, а пакетными циклами чтения/записи. Современные процессоры,
благодаря внутреннему и внешнему кэшированию команд и данных, обмениваются
с основной памятью преимущественно блоками слов максимальной ширины. В
случае памяти BEDO отпадает необходимость постоянной подачи последовательных
адресов на входы микросхем с соблюдением необходимых временных задержек
- достаточно стробировать переход к очередному слову отдельным сигналом.
SDRAM (Synchronous DRAM - синхронная динамическая память) - память с
синхронным доступом, работающая быстрее обычной асинхронной (FPM/EDO/BEDO).
Помимо синхронного метода доступа, SDRAM использует внутреннее разделение
массива памяти на два независимых банка, что позволяет совмещать выборку
из одного банка с установкой адреса в другом банке. SDRAM также поддерживает
блочный обмен. Основная выгода от использования SDRAM состоит в поддержке
последовательного доступа в синхронном режиме, где не требуется дополнительных
тактов ожидания. При случайном доступе SDRAM работает практически с той
же скоростью, что и FPM/EDO.
PB SRAM (Pipelined Burst SRAM - статическая память с блочным конвейерным
доступом) - разновидность синхронных SRAM с внутренней конвейеризацией,
за счет которой примерно вдвое повышается скорость обмена блоками данных.
Микросхемы памяти имеют четыре основные характеристики - тип, объем,
структуру и время доступа. Тип обозначает статическую или динамическую
память, объем показывает общую емкость микросхемы, а структура - количество
ячеек памяти и разрядность каждой ячейки. Например, 28/32-выводные DIP-микросхемы
SRAM имеют восьмиразрядную структуру (8k*8, 16k*8, 32k*8, 64k*8, 128k*8),
и кэш для 486 объемом 256 кб будет состоять из восьми микросхем 32k*8
или четырех микросхем 64k*8 (речь идет об области данных - дополнительные
микросхемы для хранения признаков (tag) могут иметь другую структуру).
Две микросхемы по 128k*8 поставить уже нельзя, так как нужна 32-разрядная
шина данных, что могут дать только четыре параллельных микросхемы. Распространенные
PB SRAM в 100-выводных корпусах PQFP имеют 32-разрядную структуру 32k*32
или 64k*32 и используются по две или по четыре в платах для Pentuim.
Аналогично, 30-контактные SIMM имеют 8-разрядную структуру и ставятся
с процессорами 286, 386SX и 486SLC по два, а с 386DX, 486DLC и обычными
486 - по четыре. 72-контактные SIMM имеют 32-разрядную структуру и могут
ставиться с 486 по одному, а с Pentium и Pentium Pro - по два. 168-контактные
DIMM имеют 64-разрядную структуры и ставятся в Pentium и Pentium Pro по
одному. Установка модулей памяти или микросхем кэша в количестве больше
минимального позволяет некоторым платам ускорить работу с ними, используя
принцип расслоения (Interleave - чередование).
Время доступа характеризует скорость работы микросхемы и обычно указывается
в наносекундах через тире в конце наименования. На более медленных динамических
микросхемах могут указываться только первые цифры (-7 вместо -70, -15
вместо -150), на более быстрых статических "-15" или "-20"
обозначают реальное время доступа к ячейке. Часто на микросхемах указывается
минимальное из всех возможных времен доступа - например, распространена
маркировка 70 нс EDO DRAM, как 50, или 60 нс - как 45, хотя такой цикл
достижим только в блочном режиме, а в одиночном режиме микросхема по-прежнему
срабатывает за 70 или 60 нс. Аналогичная ситуация имеет место в маркировке
PB SRAM: 6 нс вместо 12, и 7 - вместо 15. Микросхемы SDRAM обычно маркируются
временем доступа в блочном режиме (10 или 12 нс).
Ниже приведены примеры типовых маркировок микросхем памяти; в обозначении
обычно (но не всегда) присутствует объем в килобитах и/или структура (разрядность
адреса и данных).
Статические:
61256 - 32k*8 (256 кбит, 32 кб)
62512 - 64k*8 (512 кбит, 64 кб)
32C32 - 32k*32 (1 Мбит, 128 кб)
32C64 - 64k*32 (2 Мбит, 256 кб)
Динамические:
41256 - 256k*1 (256 кбит, 32 кб)
44256, 81C4256 - 256k*4 (1 Мбит, 128 кб)
411000, 81C1000 - 1M*1 (1 Мбит, 128 кб)
441000, 814400 - 1M*4 (4 Мбит, 512 кб)
41C4000 - 4M*4, (16 Мбит, 2 Мб)
MT4C16257 - 256k*16 (4 Мбит, 512 кб)
MT4LC16M4A7 - 16M*8 (128 Мбит, 16 Мб)
MT4LC2M8E7 - 2M*8 (16 Мбит, 2 Мб, EDO)
MT4C16270 - 256k*16 (4 Мбит, 512 кб, EDO)
Микросхемы EDO часто (но далеко не всегда) имеют в обозначении "некруглые"
числа: например, 53C400 - обычная DRAM, 53C408 - EDO DRAM
Обсудить
в форуме...>>>>
| 
