Рабочая температура процессора измеряется в центре верхней поверхности корпуса процессора в установившемся рабочем режиме. Процессоры для мобильных применений обычно имеют меньшую потребляемую мощность и более высокую допустимую температуру корпуса. Существуют и специальные исполнения процессоров, допускающих расширенный температурный диапазон. Они дороже обычных и в РС применяются довольно редко.
15. Синхронизация
Основной тактовый генератор системной платы вырабатывает высокостабильные импульсы опорной частоты, используемой для синхронизации процессора, системной шины и шин ввода/вывода. Стандартные частоты генератора: 4.77, 6, 8, 10, 12, 16, 20, 25, 33.3, 40, 50, 60, 66.6 МГц, для новейших плат характерны частоты 75, 83 МГц, не за горами и частоты 100 МГц и выше. Когда появились компьютеры с тактовой частотой, обеспечивающей производительность выше стандартной модели ХТ (4.77 МГц) или АТ (8 МГц), для обеспечения совместимости с программами, у которых какие-либо задержки формировались с помощью подсчета циклов процессора, ввели режим и переключатель TURBO. В режиме TURBO процессор работает на максимальной скорости , а в нормальном - на пониженном, обеспечиваюшей эталонную производительность. Со временем производительность компьютера даже на пониженной скорости от начального эталона ушла далеко вперед и большого смысла переключение режима уже не имеет.
Поскольку быстродействие различных компонентов существенно различается, в компьютерах на процессорах класса Pentium применяется деление опорной частоты для синхронизации шин ввода/вывода и внутреннее умножение частоты в процессорах. Различают следующие частоты:
Host Bus Clock - частота системной шины (внешняя частота шины процессора). Эта частота является опорной для всех других и устанавливается перемычками. Процессора класса Pentium используют частоты 50, 55, 60, 66, 75, 83, 100, 125 МГц. Частоту 55 мгц, имеют не все системные платы. Частоты 75 мгц и выше выдвигают весьма высокие требования к технологии изготовления системных плат, чипсетов и микросхем обрамления.
Cpu clock - внутренняя частота процессора, на которой работает его вычислительное ядро. Современные технологии позволили существенно повысить предельные частоты интегральных компонентов, в связи с чем широко применяется внутреннее умножение частоты на 1.5, 2, 2.5, 3, 3.5, 4 и некоторые другие значения. Коэффициент умножения выбирается перемычками на системной плате, заземляющие определенные выводы процессора. Заметим, что не все модели процессоров воспринимают все сигналы управления коэффициентом деления. Кроме того, одному и тому же положению джамперов могут соответствовать разные значения коэффициентов - трактовка управляющих сигналов зависит от марки и модели процессора.
PCI Bus Clock - частота шины PCI, которая должна составлять 25-33.3 МГц. Она обеспечивается делением Host Bus Clock на 2. Слишком низкая частота шины PCI замедляет обмен данными, что особенно заметно на графических адаптерах, SCSI-контроллерах, адаптерах скоростных локальных сетей, установленных в слоты PCI. Слишком высокая частота может привести к неустойчивости работы адаптеров.
VLB Bus Clock - частота шины VLB, определяемая аналогично PCI Bus Clock. Платы с шиной VLB обычно имеют джампер, переключаемый в зависимости от того, превышает ли системная частота значение 33.3 МГц.
ISA Bus Clock - частота шины ISA, которая должна быть близка к 8 МГц.
Кроме этих тактовых частот на системной плате присутствуют и другие - для синхронизации COM-портов, CMOS-таймера, НГМД и других периферийных адаптеров.
16. Шины расширения ввода/вывода
Стандартизированные шины расширения вводавывода обеспечивают основу функциональной расширяемости РС-совместимого персонального компьютера, который с самого рождения не замыкался на выполнении сугубо вычислительных задач. Хотя многие компоненты, ранее размещаемые на платах расширения, постепенно переселяются на системную плату.
К шинам расширению вводавывода, реализованным в виде слотов на системной плате, относятся следующие:
. ISA-8 & ISA-16 - традиционные универсальные слоты подключения периферийных адаптеров, не требующих высоких скоростей обмена
. EISA - дорогая 32-битная шина средней производительности, применяемая в основном для подключения контроллеров дисков и адаптеров локальных сетей в серверах
. PCI - самая распространенная высокопроизводительная 32/64-битная шина. Используется для подключения адаптеров дисков, контроллеров
SCSI, графических, видео-, комуникационных и других адаптеров. На системной плате чаще всего устанавливают 3 или 4 слота PCI. Слот
PCI иногда имеет дополнительный маленький слот расширения Media
BUS, на который выведены сигналы шины ISA
Кроме шин, релизованных щелевыми разъемами-слотами, имеется ряд шин, в которых устройства соединяются кабелями. К ним относятся следующие:
. SCSI - интерфейсная шина системного уровня, предназначенная для подлкючения широкого спектра внутренних и внешних периферийных устройств, требующих высокой производительности обмена данными.
Системная плата со встроенным SCSI-адаптером имеет разъем одного из типов, принятых для этого интерфейса, который со внутренними и внешними устройствами соединяется обычно ленточным кабелем-шлейфом.
. USB - последовательная шина среднего быстродействия для подключения разнообразных внешних устройств. Системная плата может иметь два порта USB, выведенных на 4-штырьковые разъемы. Внешние разъемы устанавливаются на задней или лицевой панели корпуса компьютера.
. FireWire - высокопроизводительная последовательная шина подключения внешних устройств, предназначенная в основном для подключения видеоаппаратуры. С помощью этой же шины возможно и объединение нескольких компьютеров в локальную сеть.
Кроме шин расширения, современные системные платы могут иметь и вспомогательные шины, используемые для тестирования и передачи конфигурационной информации. К ним относятся следующие:
. JTAG - последовательный интерфейс тестирования, реализованный в большинстве процессоров, а также входящий в спецификацию разъема шины PCI
. I2C - последовательная шина, используемая для передачи конфигурационной информации новых модулей памяти DIMM, а также в цифровом канале связи с монитором.
Карты расширения устанавливаются в соответствующие слоты системной платы. Их количество и состав на различных платах варьируется. Типы слотов легко определить визуально. Распространенные сочетания: ISA+PCI, ISA+VLB, EISA+PCI, EISA+VLB.
У адаптеров для шины PCI компоненты расположены на левой стороне печатной платы. Для экономии площади печатной платы часто используют так называемый разделяемый слот. На самом деле это разделяемое окно на задней стенке корпуса, которое может использоваться либо картой ISA, либо картой PCI.
Конфигурирование шин расширения предполагает настройку их временных параметров.
Для шины VLB применяется перемычка, управляющая делителем частоты сигнала синхронизации в зависимости от того, превышает ли системная частота значение 33,3 МГц.
Для шины PCI частота синхронизации определяется частотой системной шины процессора. Кроме того, в Bios Setup для этой шины могут определяться некоторые ее возможные режимы.
Для шины ISA кроме частоты задают время восстановления для 8- и 16- битных обращений к памяти вводу выводу. Неустойчивая работа адаптеров может потребовать замедления шины ISA, но сейчас время понижение ее производительности не сильно отражается на производительности компьютера в целом.
Для шин ISA и PCI иногда опциями Bios Setup приходится распределять системные ресурсы.
17. Чипсет
Как уже упоминалось выше, чипсет является связующим звеном между всеми компонетами системной платы.
Центральную роль в архитектуре играет процессор. К его локальной шине адреса и данных подключаются модули вторичного кэша. Основная динамическая память имеет собственную мультиплексированную шину адреса и шину данных, обычно изолированную от локальной шины процессора. На этом "этаже" архитектуры чипсет решает следующие задачи:
. Обслуживание управляющих и конфигурационных сигналов процессора.
. Мультиплексирование адреса и формирование управляющих сигналов динамической памяти, связь шины данных памяти с локальной шиной.
. Формирование управляющих сигналов вторичного кэша, сравнение его тегов текущим адресом обращения на локальной шине.
. Обеспечение когерентности данных в обоих уровнях кэш-памяти и основной памяти при обращении как со стороны процессора, так и от контроллеров шины PCI.
. Связь мультиплексированной шины адреса и данных шины PCI с локальной шиной процессора и шиной динамической памяти.
. Формирование управляющих сигналов шины PCI, арбитраж контроллеров шины.
3 микросхемы чипсета - системный контоллер и 2 корпуса коммутаторов данных определяют:
. типы и частоты поддерживаетмых процессоров
. политику записи, возможности применения различных микросхем и скоростные характеристики вторичного кэша, возможный размер кэша и кэшируемой области основной памяти
. типы, объемы и максимальное количество модулей динамической памяти, возможность чередования банков, скоростные характеристики обмена
. поддерживаемые частоты шины PCI, возможное количество контроллеров шины, способы буферизации.
Следующий этаж архитектуры - устройства, подключенные к шине PCI. Эта шина является центральной в современных системных платах, и все интерфейсные адаптеры, а также системные средства ввода/вывода в конечном счете общаются с ядром системы через шину PCI. Кроме плат расширения, устанавливаемых в слоты шины PCI, ее абонентом является и мост PIIX - практически неотъемлемая часть современных плат.
PIIX представляет собой многофункциональное устройство, на которое возлагаются следующие функции:
. организация моста между шинами PCI и (E)ISA с согласованием частот синхронизации этих шин
. реализация высокопроизводительного, двухканального интерфейса АТА, подключенного к шине PCI
. реализация стандартных систем средств ввода-вывода - двух контроллеров прерываний, двух контроллеров прямого доступа к памяти, трехканального системного счетчика-таймера, канала управления динамиком, логики немаскируемого прерывания
. коммутация линий запросов прерывания шин PCI & ISA, а также встроенной периферии на линии запросов контроллеров прерываний, управление их чувствительностью, обслуживание прерывания от сопроцессора
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6
