Системний блок Апаратна складова комп'ютера

Шина управління, шинні данні, особливості роботи, швидкості

У більшості сучасних ПК в якості системного інтерфейсу використовується системна шина. Шина (bus) — це сукупність ліній зв’язку, по яким інформація передається одночасно. Під основною, або системною, шиною загалом розуміється шина між процесором та підсистемною шиною. Шини характеризуються розрядністю та частотою. Важливими функціональними характеристиками системної шини є кількість обслуговуваних нею пристроїв та її пропускна можливість, тобто максимально можлива швидкість передачі інформації. Пропускна здатність шини залежить від її розрядності (є шини 8-, 16-, 32- та 64-розрядні) та тактової частоти, на якій шина працює.

Розрядність, або ширина, шини (bus width), — кількість ліній зв’язку в шині, тобто число біт, які може бути передані по шині одночасно.

Тактова частота шини (bus frequency), — частота, з якою передаються послідовні біти інформації по лінії зв’язку.

В якості системної шини в різних персональних комп’ютерах використовувались і можуть використовуватись:

• · шини розширень — шини загального призначення, що дозволяють підключати велику кількість самих різноманітних пристроїв;
• · локальні шини, які часто спеціалізуються на обслуговуванні невеликої кількості пристроїв певного класу, переважно відеосистем.

В комп’ютерах широко використовуються також периферійні шини — інтерфейси для зовнішніх запам’ятовуючих та багаточисельних периферійних повільнодіючих пристроїв. Технічні характеристики деяких шин приведені в табл. 1.

Таб. 1 Технічні характеристики деяких шин.

Системна шина:

Кодова шина даних (КШД) -містить провода та схеми «сполучення» для паралельної передачі всіх розрядів числового коду (машинного коду) операнду. Основною характеристикою шини даних є її ширина у бітах. Ширина шини даних визначає кількість інформації, яку можна передати за один такт через неї.

· Кодова шина адреси (КША) — містить провода та схеми «сполучення» для паралельної передачі всіх розрядів коду адреси комірки основної пам’яті або порту вводу-виводу зовнішнього пристрою. По адресній шині пересилаються адреси комірок оперативної пам’яті, з яких процесор вибирає команди та дані для цих команд. В сучасних комп’ютерах адресна шина є 32-розрядною, тобто складається з 32 провідників.

Основною характеристикою шини адреси є її ширина в бітах. Ширина шини адреси визначає обсяг пам’яті, що адресується. Наприклад, якщо ширина адресної шини складає 20 біт, і розмір слова пам’яті дорівнює одному байту, то обсяг пам’яті, який можна адресувати, становить 2²⁰ = 1 048 576 байт (1 МБайт) як в IBM PC/XT.

· Кодова шина інструкцій (КШІ) — містить провода та схеми «сполучення» для передачі інформації (керуючих сигналів, імпульсів) у всі блоки машини. По цій шині до процесора надходять команди, від нього керуючі команди до оперативної пам’яті або до пристроїв вводу-виводу. Шина визначає розрядність процесора і для сучасних комп’ютерів є 64-розрядною.

Шини на материнській платі використовуються не лише для зв’язку внутрішніх пристроїв з процесором. Вони також взаємодіють з пристроями, що під'єднуються до материнської плати або через внутрішні роз'єми — слоти, або через зовнішні роз'єми.

· Шина живлення — містить провода та схеми «сполучення» для підключення блоків ПК до системи енергоживлення.

Системна шина забезпечує три направлення передачі інформації:

• · між мікропроцесором і основною пам’яттю;
• · між мікропроцесором та портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв;
• · між основною пам’яттю та портами вводу-виводу зовнішніх пристроїв (в режимі прямого доступу до пам’яті).

Управління системною шиною виконується мікропроцесором або безпосередньо чи чаще через додаткову мікросхему контролер шини, яка формує основні сигнали управління. Обмін інформацією між зовнішніми пристроями та системною шиною виконується з використанням ASCII-кодів.