<<
>>

Микросхемы системной логики

Появление качественно нового процессора сопровождается вы- пуском для него соответствующего набора микросхем (микросхем системной логики) для обеспечения его эффективного функциони- рования и формирования следующей структуры ПЭВМ.

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.

<< | >>
Источник: В.Д.СИДОРОВ, Н.В.СТРУМП. АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ ЭВМ. 2014

Еще по теме Микросхемы системной логики:

  1. II. 1. ЛОГИКО-МАТЕМАТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ СИСТЕМНЫХ ОПИСАНИЙ
  2. I. 1. СИСТЕМНЫЙ ПОДХОД КАК ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМНЫХ ОПИСАНИЙ
  3. I. СИСТЕМНЫЕ ОПИСАНИЯ - ГЛАВНЫЙ РЕЗУЛЬТАТ СИСТЕМНОГО ПОДХОДА В ПСИХОЛОГИИ
  4. Психология личности целостна, системна (принцип целостности, системности).
  5. Статья 473. Субъекты права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  6. Статья 474. Имущественные права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  7. Статья 472. Засвидетельствование обретения права интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  8. Статья 480. Право предшествующего пользователя на компонование интегральной микросхемы
  9. Статья 475. Срок действия имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  10. Глава 40 - Гражданского кодекса Право интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  11. Статья 479. Признание прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы недействительными
  12. Статья 471. Пригодность компонования интегральной микросхемы для обретения права интеллектуальной собственности на нее
  13. Статья 476. Досрочное прекращение действия имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  14. Статья 477. Правовые последствия истечения срока действия исключительных имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  15. Статья 478. Восстановление действия досрочно прекращенных исключительных имущественных прав интеллектуальной собственности на компонование интегральной микросхемы
  16. 1. Понятие программы для ЭВМ, базы данных и топологии интегральной микросхемы и основные правила их охраны
  17. Логики
  18. Статья 177. Нарушение прав на изобретение, полезную модель, промышленный образец, топографию интегральной микросхемы, сорт растений, рационализаторское предложение