Микросхемы системной логики
Микросхемы системной логики, обеспечивающие работу про- цессора, системной шины, взаимодействие с оперативной памятью и другими компонентами, определяют не только характеристики персональных компьютеров, но и их модельные типовые ряды.
Идеология производства ПЭВМ с магистрально-модульной структурой привела к тому, что многие наборы системных микро- схем совместимы друг с другом по выводам, электрическим и меха- ническим параметрам (разъемам, корпусам и т.д.). Количество ми- кросхем в современных наборах очень ограничено (не более трех), так как в них интегрированы почти все электронные компоненты компьютера: контроллеры прерываний, прямого доступа к памяти, управления памятью, вводом-выводом и системной шиной, кото- рые для первых IBM PC выпускались в отдельных микросхемах.
Набор микросхем системной логики принято называть чипсе- том (chip set — набор микросхем). Микросхемы набора — это СБИС, по степени интеграции близкие к процессору, поэтому тре- буют специальных мер по отводу теплоты.
Набор определяет функциональные возможности системной платы: типы подключаемых процессоров, структуру и объем кэш- памяти, виды и объем модулей ОЗУ, режимы энергосбережения и т.д. На одном и том же наборе разные изготовители могут выпу- скать несколько модификаций системных плат, пригодных для ком- плектации целых семейств ПЭВМ.
Лидером среди производителей системных микросхем является компания Intel, современные наборы которой обычно состоят из двух базовых СБИС: северного и южного мостов.
Северный мост практически является четырехпортовым высо- коскоростным коммутатором, обеспечивающим управление шиной оперативной памяти, шиной AGP, шиной PCI и взаимодействие си- стемной шины с локальной шиной процессора (рис.
3.9).Коммутатор объединяет в единое целое составные части север- ного моста и распределяет все потоки информации, которые ис- пользуются в ПЭВМ. Он обеспечивает работу шины FSB-процес- сора, шины оперативной памяти с адресацией до 4 Гбайт и встроен- ной функцией коррекции ошибок. Практически все северные мо- сты поддерживают асинхронный режим работы с ОЗУ. Пропускная способность скоммутированной магистрали на участках процес- сор— северный мост и контроллер памяти — ОЗУ может превы- шать 6,4 Гбайт/с.
В схему моста входит APIC (Advanced Programmable Interrupt Controller — контроллер прерываний с программируемыми прио- ритетами), предназначенный для сбора и обработки возникающих в компьютере аппаратных и программных (процессорных) преры- ваний.
Процессор
Оперативная память Рис. 3.9. Структурная схема северного моста |
Некоторые типы северных мостов могут поддерживать двух- процессорную конфигурацию. В двухъядерных процессорах APIC синхронизирует программные прерывания каждого ядра процес- сора.
Контроллер DMA (ПДП) занимается обработкой задач, связан- ных с быстрым обслуживанием пересылки информации в ОЗУ по системной шине и с южного моста без прерывания работы процес- сора. Контроллер DMA программируется процессором на автоном- ное выполнение обмена между ОЗУ и контроллерами ввода-вывода и не участвует в этом процессе.
Контроллер AGP обеспечивает графическому адаптеру доступ к системной памяти ПЭВМ и позволяет современным 30-ускорителям использовать не только видеопамять видеокарты, но и часть ОЗУ.
В последние годы стали выпускаться чипсеты с встроенным в се- верный мост 128-разрядным видеоконтроллером, поддерживаю- щим режим AGP 4х и имеющим до 64 Мбайт видеопамяти.
Между некоторыми северными мостами трудно найти какие- либо существенные функциональные отличия кроме номенклату- ры поддерживаемых процессоров.
Южный мост осуществляет управление интерфейсами накопи- телей, USB, имеет в своем составе ACPI, адаптер шин ISA-PCI, кон- троллеры гибких дисков, клавиатуры и мыши. Эти функции почти всегда являются базовыми для микросхем южных мостов разных производителей. Кроме того, в состав моста может входить до двух контроллеров жестких дисков с функциями дублирования данных. Некоторые изготовители добавляют в южный мост сетевой адаптер Ethernet, многопортовый контроллер USB, модем и даже высокока- чественный преобразователь звука.
Переход в ПЭВМ на новую, так называемую хабовую, структуру иногда приводит к необходимости разработки набора микросхем из трех функциональных компонентов, работающих независимо друг от друга. В этом случае к южному мосту подключают микро- схему ввода-вывода Super I/O, которая относится к системной ло- гике. Хабовая архитектура разгружает шину PCI и почти вдвое уве- личивает ее пропускную способность.
Существуют решения для системных плат без южного моста, когда производители отказываются, например, от последователь- ных и параллельного портов, а контроллер жестких дисков переме- щают в северный мост.
В настоящее время невозможно себе представить, во что транс- формируется конструкция ПЭВМ, когда существует тенденция ин- теграции функций северного моста в кристалл процессора.
3.2.1.
Еще по теме Микросхемы системной логики:
- II. 1. ЛОГИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНЫХ ОПИСАНИЙ
- I. 1. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМНЫХ ОПИСАНИЙ
- I. СИСТЕМНЫЕ ОПИСАНИЯ - ГЛАВНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА В ПСИХОЛОГИИ
- Психология личности целостна, системна (принцип целостности, системности).
- Статья 473. Субъекты права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 474. Имущественные права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 472. Засвидетельствование обретения права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 480. Право предшествующего пользователя на компонование интегральной микросхемы
- Статья 475. Срок действия имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Глава 40 - Гражданского кодекса Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 479. Признание прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы недействительными
- Статья 471. Пригодность компонования интегральной микросхемы для обретения права интеллектуальной собственности на нее
- Статья 476. Досрочное прекращение действия имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 477. Правовые последствия истечения срока действия исключительных имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- Статья 478. Восстановление действия досрочно прекращенных исключительных имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
- 1. Понятие программы для ЭВМ, базы данных и топологии интегральной микросхемы и основные правила их охраны
- Логики
- Статья 177. Нарушение прав на изобретение, полезную модель, промышленный образец, топографию интегральной микросхемы, сорт растений, рационализаторское предложение