BUS 4 4 pag 201 Insieme di linee

BUS (4. 4 pag. 201) Insieme di linee di comunicazione tra micro-processore (μP) e memoria o periferiche ØBus dati: insieme di linee che trasmettono dati tra CPU e memoria o periferiche ØBus indirizzi: insieme di linee che trasmettono indirizzi • Il numero di linee del bus dati determina il PARALLELISMO del processore (massima dimensione degli operandi di un’istruzione) • Il numero linee bus del indirizzi determina lo spazio di indirizzamento. Es: 20 linee 220 indirizzi, cioè 1 MByte

BUS DI CONTROLLO Un terzo gruppo di linee che trasmettono segnali di controllo generati dal μP o dai dispositivi collegati Tra queste troviamo: ► Una linea R/W con la quale il μP controlla le operazioni di lettura o scrittura ► Una linea INTR (Interrupt Request) con la quale una periferica o unità di I/O richiede un’interruzione al μP ► Una linea INTA (Interrupt Acknowledge) con la quale il μP avvisa la periferica di aver riconosciuto la richiesta di interruzione INTR μP INTA Unità di I/O

I BUS possono essere ØBus generalizzati: lo stesso insieme di linee può trasportare informazioni di tutti e tre i tipi in momenti diversi ØBus specializzati: bus dati, bus indirizzi e bus di controllo sono insiemi distinti di linee di comunicazione Bus specializzati Bus generalizzato DATI μP DATI INDIRIZZI CONTROLLO RAM μP INDIRIZZI CONTROLLO RAM

Tipi di bus standard (4. 5 pag. 204 ) All'interno di un PC sono disponibili degli slot di espansione per inserire delle schede (componenti aggiuntivi del pc). Gli slot fanno parte del bus. 6 Slot ISA a 16 bit Slot VESA Slot ISA a 8 bit La velocità di trasferimento dei dati su un bus dipende da: ► Frequenza di lavoro (in Mhz = milioni di cicli al secondo) ► Parallelismo del bus (L = lunghezza parola = n. bit trasmessi in parallelo) Es: se f = 10 Mhz, L = 8 bit, la velocità di trasferimento dei dati è: V = 8 bit * 10 milioni / sec = 80 Mbps = 10 MBps

Bus ISA / EISA ( pag. 204 ) Industry Standard Architecture E' il primo tipo di bus utilizzato nei PC (non più in uso dopo Pentium III). In origine ha 8 o 16 bit, successivamente viene potenziato fino a 32 bit (EISA = Extended I. S. A. ). Frequenza di lavoro: 8, 3 Mhz

Scheda madre (Motherboard) Raccoglie in sé tutta la circuiteria elettronica di interfaccia fra i vari componenti principali e fra questi e i bus di espansione e le interfacce verso l'esterno. Socket per CPU È composta di un circuito stampato su cui vengono saldati una serie di circuiti integrati, di zoccoli e di connettori; gli integrati più importanti sono il chipset che svolge la gran parte del lavoro di interfaccia fra i componenti principali e i bus di espansione, la ROM (o PROM, EEPROM o simile) il Socket per il processore e i connettori necessari per il montaggio degli altri componenti del PC e delle schede di espansione.

Northbridge o Memory Controller Hub. Collegato al μP mediante un bus ampio e veloce. Scheda madre Southbridge o I/O Controller Hub. Serve per controolare le periferiche 2004 K 7 VT 4 A Pro[3] motherboard by ASRock

Schema di motherboard

Bus locali ( pag. 205 ) Il passaggio da interfacce a caratteri (DOS) a interfacce grafiche (Windows) causa un notevole aumento della quantità di dati che il processore invia al video. Es: schermo monocromatico 80 colonne X 25 righe -> 2000 caratteri + 2000 byte per attributi schermo -> Totale 4000 byte Schermo grafico 640 X 480 pixel a 256 colori -> circa 300. 000 byte Schermo ad alta risoluzione (1600 X 1200) -> 5, 8 milioni di byte Per incrementare le prestazioni nel traferimento dati video processore viene introdotto il BUS LOCALE (local bus), ovvero un bus dedicato solo al trasferimento dei dati tra processore e video.

Bus VESA ( pag. 205 ) (Video Electronic Standard Association) Il primo tipo di local bus è il VESA Local Bus (VLB). Parallelismo a 32 bit, Frequenza 33 Mhz E' un'estensione del bus ISA. Molto diffuso in schede con CPU Intel 80486. In seguito abbandonato con i processori Pentium, sostituito da bus PCI, che supporta il Plug And Play.

Plug and Play ( pag. 206 ) (Connetti e usa) Per inserire una nuova scheda in un PC , il μP deve conoscere tre parametri: 1) Port (indirizzo dell'interfaccia) 2) Numero di interrupt: numero di linea assegnata alla periferica per comunicare con μP. 3) Modalità di comunicazione: scrittura/lettura in memoria gestita dal μP oppure linea diretta tra periferica e memoria (DMA, Direct Memory Access) Le prime schede richiedevano al momento dell'installazione l'impostazione dei tre parametri (tramite jumper o via software). A partire da Windows 95 le schede diventano Plug and Play. La scheda scambia direttamente informazioni con il S. O. della macchina, che gli assegna automaticamente i parametri evitando i possibili conflitti tra schede.

Bus PCI ( pag. 206 ) (Peripheral Component Interconnect) ØE' il local bus attualmente più diffuso. ØA differenza del VLB supporta il bus mastering: un apposito controller permette di far comunicare i dispositivi connessi al bus senza passare attraverso la CPU. ØSupporta il Plug and Play. ØConsente di connettere vari tipi di periferiche (non solo video, come per il VLB) ØInizialmente: 32 bit, 33 Mhz. ØSuccessivamente: 64 bit, 66 Mhz 5 slot PCI su scheda madre

AGP (pag. 207 ) (Accelerated Graphics Port) E' una connessione (port) sviluppata da Intel per aumentare le prestazioni delle schede grafiche connesse al PC. Permette un accesso diretto alla memoria fisica del computer da parte della scheda grafica, in modo da poter gestire oggetti 3 D molto voluminosi. Versioni successive: AGP 1. 0 (2 x = 2 trasf per ciclo di clock) 533 MB/s AGP 2. 0 (4 x = 4 trasf per ciclo di clock) 1066 MB/s AGP 3. 0 (8 x = 2 trasf per ciclo di clock) 2133 MB/s In sostituzione: PCI express che sostituirà PCI. Vel trasf. fino a 5, 8 GB/s

PCI-Express (pag. 224 ) Standard aperto sviluppato da Intel PCI-e x 1 PCI-e x 4 Possibilità di uso di più canali (lane) indipendenti Es: scheda grafica con 20 lane PCI-e x 16 collegata a North Bridge per scheda grafica PCI-e x 1 | collegate a South bridge PCI-e x 2 | Trasferimento seriale anziché parallelo (elimina problemi interferenza elettromagnetica) Banda tra 5 e 80 Gbps Supporto per hot plug e hot swap

Bus SCSI ( pag. 207 ) (Small Computer System Interface) E' uno standard di collegamento tra periferiche e pc, cioè un'interfaccia standard progettata per realizzare il trasferimento di dati fra diversi dispositivi interni di un pc (detti devices) collegati fra di loro tramite un bus. L'interfaccia SCSI viene per lo più usata per la comunicazione con unità hard disk e unità nastro, ma anche per connettere una vasta gamma di dispositivi, come scanner, lettori e scrittori di CD e DVD. Attualmente trova un vasto impiego solamente in workstation, server e periferiche di fascia alta (cioè con elevate prestazioni). I computer desktop e portatili sono invece di solito equipaggiati con l'interfaccia ATA/IDE per gli hard disk e con l'interfaccia USB (Universal Serial Bus) per altre periferiche di uso comune. Hard Disk SCSI

USB ( pag. 209 ) (Universal Serial Bus) L'Universal Serial Bus (USB) è uno standard di comunicazione seriale che consente di collegare diverse periferiche ad un computer. Caratteristiche: ► Facilità inserimento e sconnessione periferica ► Bassi costi ► Velocità trasferimento fino a 480 Mbps (versione 2. 0) ► Collegamento fino a 127 dispositivi USB può collegare periferiche quali mouse, tastiere, memoria di massa a stato solido e a disco rigido, scanner d'immagini, macchine fotografiche digitali, stampanti, casse acustiche, microfoni e altro ancora. Lo standard USB ha delle limitazioni di carattere tecnico che ne sconsigliano l'utilizzo su telecamere e dispositivi che manipolano flussi video. Per questi si utilizza lo standard IEEE 1394 (Firewire).

Serial bus IEEE 1394 (FIREWIRE) ( pag. 213 ) ØBus seriale progettato per applicazioni che prevedono uso di audio e video. ØIntrodotto nel 1986 da Apple computer successivamente approvato come standard da IEEE e inserito anche in PC. ØNon richiede necessariamente l'utilizzo di un PC (es collegamento tra due videocamere o tra macchina fotografica e stampante). ØVelocità ØCollega trasferimento fino a 3, 2 Gbps (vesrione 1394 b) fino a 63 dispositivi. ØMassima lunghezza cavo: 4, 5 metri.

Porta seriale e porta parallela ( pag. 214 -218 ) La porta seriale standard RS 232 è uno standard che definisce una interfaccia seriale a bassa velocità (20 KBps) per lo scambio di dati tra dispositivi digitali. Oggi quasi del tutto sostituita da USB. Porta seriale RS 232 La porta parallela è un'interfaccia usata inizialmente per collegare un computer a una stampante o a un plotter e in seguito impiegata anche per altre periferiche. Permette il trasferimento di 8 bit in parallelo. Detta anche LPT (Line Printer Terminal). Porta parallela

Porta IDE-EIDE ( pag. 220 ) Lo standard è ATA (Advanced Technology Attachment). IDE (Integrated Drive Electronics) è un nome alternativo. EIDE = Enhanced IDE E' un'interfaccia standard per la connessione di dispositivi di memorizzazione quali hard disk e unità CD-ROM all'interno dei personal computer. L'interfaccia EIDE è in genere integrata nella scheda madre dei PC Si utilizza la modalità di tarsferimento DMA che migliora molto le prestazioni. Interfaccia ATA -EIDE

Indirizzamento dischi in IDE/ATA Si utilizza la modalità CHS (Cylinder, Head, Sector = cilindro, testina, settore). Un cilindro è costituito dall'insieme delle tracce equidistanti dal centro presenti sui diversi piatti del disco. Traccia Settore Testine (Head)