contr KBD (Controller KeyBoard) - контроллер клавиатуры. Изображенный на блок-схеме контроллер клавиатуры в слот расширения не вставляется, а смонтирован непосредственно на системной плате, но связан все-таки непосредственно с системной шиной (SB), из которой и образованы щелевыми разъемами слоты расширения системной шины.

В слоты расширения (Slots) вставляются дочерние карты-контроллеры внешних устройств: мониторов (CGA, MDA), манипуляторов (COM), принтеров (LPT) или адаптеры других периферийных устройств (APU) - жестких дисков, дисководов и т. д. К этим картам и подключаются соответствующие внешние устройства. Например, мониторы цветной (MON-C), монохромный (MON-M), манипулятор (Mouse), принтер (PRN), дисковод компакт-дисков (CD), накопители на гибких (FDD) и жестких (HDD) дисках и другие периферийные устройства (PU), входящие в данную аппаратную конфигурацию рабочей (компьютера).

1.3 Конструкция и аппаратный состав IBM PC

Базовый комплект персонального компьютера включает в себя три блока:

- системный блок,

- клавиатуру,

- видеодисплей.

По конструкции системные блоки (SU - SystemUnit) могут быть:

- настольные (Desk Top),

- напольные (Desk Size),

- вертикальные (Tower),

- переносные (Lap Top, Brief-Case-Size),

- миниатюрные (Book-Size, Pocket, Hand-Held, Note-Book).

Системный блок (SU) всегда содержит:

- системную плату (SB - System Board), объединяющую вокруг локальной шины (LB) микропроцессора все электронные компоненты подсистем и периферийных устройств ввода-вывода,

- импульсный блок питания (Power Supply),

- устройства подсистемы внешних запоминающих устройств (ВЗУ),

- систему принудительного охлаждения (вентиляции),

- набор карт адаптеров УВВ (I/O Card Adapter), устанавливаемых в разъемах расширения системной шины, но в некоторых типах РС адаптеры УВВ могут быть установлены и прямо на SB.

ПЭВМ на базе CPU i386 могут быть организованы по следующим архитектурным стандартам:

Архитектура AT BUS (имеющая и другое обозначение: ISA - Industry Standard Architecture).

AT BUS имеет большую армию производителей клонов IBM PC/AT, использующих, для индустрии ПЭВМ среднего класса, отлаженные технологические линии производства всех компонент ПЭВМ. Рынок ПЭВМ был быстро освоен копировщиками клонов, благодаря принципам модульности, унификации, открытости архитектуры, способности к модернизации и сравнительной дешевизне ПЭМВ, при хороших потребительских показателях подсистем оборудования. Данная архитектура предполагает, для развертывания подсистемы ввода-вывода, наличие на SB группы из трех типов разъемов, дополняющих друг друга. Первый из них - 62-контактный, практически полностью перенесенный из клона IBM XT. Второй разъем - 36-контактный, дополняющий первый по линиям адреса до 24, данных - до 16, в нем имеются также дополнительные линии подсистем ПДП и прерываний. Третий разъем не стандартизован. Он может быть представлен различными вариантами расширений до 32-битовых линий данных, при установке дополнительной памяти, либо спецификацией локальной шины VL BUS (предложена ассоциацией по стандартизации в области видео электроники VESA).

Архитектура MCA (Micro Channel Architecture).

Эта шина предназначается для высокопроизводительных высокоскоростных систем. Организация обмена по 32-битовой шине варьируется различными способами информационного обмена, наиболее скоростной из которых - пакетный. Система имеет большой резерв для усовершенствования, и нашла применение в технологических линиях производства PS/2 и Power Station Server, фирмы IBM. Наряду с многочисленными достоинствами архитектуры, в МСА имеется ряд существенных недостатков. Например, далеко не все типы карт расширения для подключения УВВ можно установить в разъемы МСА, логический и физический интерфейс не совместимы с архитектурой ISA, и ряд других ограничений.

Архитектура EISA (Extended ISA).

Это усовершенствованная шина АТ BUS. Группа основных производителей клона IBM PC (кроме фирмы IBM), с целью создания шины, конкурентоспособной шине МСА, разработала свою архитектуру шины - EISA. Эта шина, в отличие от MCA, совместима с AT BUS и, вместе с тем, тоже способна работать в высокоскоростных мультипроцессорных системах. Многократные тестирования, проведенные независимыми экспертами, в итоге не позволили выявить шину-лидера в споре МСА с EISA, но отечественные пользователи предпочитают последнюю. Впрочем, в современных моделях ПЭВМ используются, наравне с шиной EISA, и более новые стандарты шин, такие как PCI и USB. В большинстве системных плат современных РС все же оставляют 2-3 разъема с архитектурой EISA, для возможности подключения карт адаптеров старых моделей.

Контрольные вопросы.

1. Какие блоки обязательно входят в минимальный базовый комплект РС?

2. Как различаются РС по конструктивному исполнению?

3. Какие функциональные устройства должен содержать системный блок?

4. По каким архитектурным стандартам может быть организована ПЭВМ на базе CPU i386?

5. В чем достоинства и недостатки архитектуры ISA?

6. Почему архитектура МСА не получила широкого применения?

7. Какие преимущества имеет архитектура EISA?

1.4 Системная плата PC-i386DX

Для углубленной диагностики неисправностей микро-ЭВМ, к которым относятся все ПЭВМ, следует хорошо представлять себе не только структуру, но и логику построения и работы всех узлов и блоков, входящих в вычислительную систему на базе ПЭВМ.

Системная плата типичного компьютера содержит основные, несменные компоненты, не участвующие в аппаратном реконфигурировании РС:

- центральный микропроцессор (CPU),

- математический сопроцессор (FPU),

- оперативную память (DRAM) и ее буфер - кэш-память,

- контроллер DRAM,

- ROM BIOS,

- контроллер прямого доступа в память (DMA),

- СБИС системной поддержки CPU (Chip Set),

- системную шину (SB), представленную слотами расширения,

- контроллеры системной шины, буферы, шинные формирователи,

- систему локальной шины для связи CPU с FPU, DRAM, ROM,

- полупостоянную память небольшого объема (CMOS-память) для хранения текущей аппаратной конфигурации РС.

Вышеназванные контроллеры, буферы и формирователи на системной плате современных компьютеров выполняются в виде наборов из нескольких СБИС. Каждый такой набор носит название чип-сета (Chip Set). Чип-сеты разных производителей могут содержать разное количество СБИС и различное содержание каждой из СБИС, но общий состав всех контроллеров, буферов и формирователей остается практически неизменным, хотя и достаточно жестко привязанным к конкретному типу микропроцессора.

Рассматриваемая здесь для примера структурная схема РС386 реализована набором чипов VLSI (Very Large Scall Integration), составляющим чип-сет группы 8230 и включает в себя наборы модулей:

82С206 - интегрированный периферийный контроллер,

82С301 - системный контроллер,

82С302 - контроллер оперативной памяти,

82А303, 82А304 - буферы старшей и младшей частей адресов,

82В305 - контроллеры шины данных,

82А306 - буфер управляющих сигналов.

Встречается много разных наборов (чип-сетов), например группы, 81310, 8281 и т. д., имеющих другой состав, но в целом выполняющих те же самые процедуры обменов.

1.4.1 Структурная схема системной платы РС i386DX

Системная плата i386DX, структурная схема котоой приведена на рисунке 1.3, имеет следующие особенности:

1) применяется модернизированный ISA-интерфейс, включающий в себя дополнительный разъем для организации доступа в подсистему DRAM по 32-битовой шине данных;

2) управление обменом выполняется CPU i386 в режиме pipelined mode - конвейеризации адресов в 32-битовом формате;

3) аппаратно-программные средства обеспечивают доступ к DRAM в режиме Interleaving Organization - чередование банков памяти;

4) допускается страничный, по 2 Кбайт, режим (Page Mode) работы ОЗУ;

5) для повышения гибкости работы системы, в ряде контроллеров дополнительно программируются регистры конфигурации портов ввода-вывода;

6) ПЗУ базовой системы ввода-вывода ROM BIOS, объемом 64 Кбайт, включает в себя программу Extended CMOS SetUp или New SetUp, из которой и загружаются вышеуказанные порты регистров конфигурации, в результате чего, по желанию пользователя, могут быть изменены параметры теневой ОЗУ (Shadow RAM), отменена проверка паритета DRAM (Рarity Check DRAM), обеспечивается независимое программирование рабочей скорости CPU, DMA, системной шины, задержки в управлении памятью и устройствами ввода-вывода;

7) в составе клона IBM PC\AT, для периферийного оборудования может быть установлен менеджер режимов питания, позволяющий переводить модули обрамления в экономичный режим энергопотребления, если ВС находится в режиме простоя (Ti-Idle). Сам менеджер имеет автономную систему питания и организован на чипе i82347

-- - - - -¬ Local Bus System Memory Bus IO Channel Bus
80387 D A MD MA SD SA
¦ 80287 ¦ 32 ¦32¦ ---------¬ 32 ¦32¦ 16 ¦24¦
WTL3167 \¦ \¦ ctrl ¦ ABF ¦ \¦ \¦ \¦ \¦
¦ ------+--¬ ¦ ¦ ----->¦ ¦------¦->¦ ¦ ¦
FPU¦ CPU ¦----¦->¦<------>¦ 82A303 ¦<-----¦--¦-----------------¦->¦
L- -+ ¦ ¦ ¦ ¦ 82A304 ¦<---¬ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦<-->¦ ¦ L--------- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ 80386 ¦ ¦ ¦ ---------¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L----T---- ¦ ¦ ctrl ¦ DBF ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ----->¦ ¦<---->¦ ¦ RD[15/00] ¦ ¦
¦ ¦<-¦------->¦ 82A305 ¦<-----¦--¦-T->--------¬ ¦ ¦
-----+---¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦I/O BUS¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ L--------- ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦<-->¦ ¦
¦ SC ¦ ¦ ¦ ---------¬ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦74S245 ¦ ¦ ¦
¦ ¦ ¦ ¦ ctrl ¦ MC ¦ ¦ ¦ ¦ ¦ L-------- ¦ ¦
¦ 82C301 ¦ ¦ ¦ <-----+ ¦<--¬¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦
L---TT---- ¦ +------->¦ 82A302 ¦<-----¦->¦ ¦ --------¬ ¦ ¦
¦¦ ¦ ¦ ¦ ¦ ¦¦ L--+ ROM ¦<---¦--+
¦¦ ¦ ¦ L---T----- ¦¦ ¦ BIOS ¦ ¦ ¦
\/ ----+----¬ ¦¦ L-------- ¦ ¦
CONTROL ¦ BFS ¦ ¦¦ --------¬ ¦ ¦
XD[07/00] L---T----- ¦¦ --+ AT ¦<---¦->¦
XA[01/00] ¦ ¦¦ ¦ ¦Add On ¦<-->¦ ¦
¦ ¦¦ ¦ ¦Boards¦ ¦ ¦
Peripheral ----+----¬ ¦¦ ¦ L-----T-- ¦ ¦
Bus ¦ DRAM ¦ ¦¦ L-------- ¦ ¦
XD XA L--------- ¦¦ ¦ ¦
¦<--¦----------------------------¦ ¦ ¦
¦ ¦<---------------------------- ¦ ¦
8 ¦ ¦ 8(24) --------¬ ¦ ¦
\¦ ¦/ ¦I/O BUS¦ ¦ ¦
¦<--¦------------------->¦74S245 ¦<-------------------->¦ ¦
¦ ¦ ---------¬ L--------
¦<--¦------->¦ IPC ¦
¦<--¦------->¦ 82C206 ¦
¦ ¦ L--------- ---------¬
¦<--¦--------------------------------->¦ KBDC ¦
¦ ¦<-------------------------------->¦ 8042 ¦L---------

Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41