Počítačové systémové sběrnice

Transkript

1 Počítačové systémové sběrnice

2 Co je sběrnice pojem sběrnice má dva odlišné významy: soustava logických prvků a vodičů, spojujících jednotlivé části počítače a sloužících k vzájemné výměně dat mezi nimi reálná implementace sběrnice soustava pravidel a definic, popisující konstrukční, elektrické a funkční parametry sběrnice a umožňující bezchybně navrhnout bloky počítače tak, aby byly schopné po sběrnici komunikovat specifikace sběrnice

3 Propojení bloků sběrnicí BLOK 1 BLOK 2 BLOK 3 BLOK 4 výstup vstup výstup vstup výstup vstup výstup SEL1 SEL2 SEL3 SEL4 GATE 1 GATE 2 GATE 3 GATE 4 vstup SBĚRNICE (BUS) propojení bloků se vyznačuje: menším počtem vodičů menší počet řídících signálů používají se třístavová hradla

4 Sběrnice v počítači sběrnice můžeme najít na různých úrovních: 1. propojení jednotlivých funkčních částí procesoru dnes je tato úroveň ukryta uvnitř mikroprocesoru 2. sběrnice, sloužící k propojení procesoru, pamětí a dalších obvodů čipové sady (FSB, Front Side Bus) rozhodující je vysoká rychlost, případně možnost realizace multiprocesorových systémů 3. sběrnice, sloužící k připojování standardních periferních řadičů a karet (např. ISA, PCI, AGP,PCI-E,.) univerzální sběrnice 4. periferní sběrnice, sloužící k připojování periferních zařízení k počítači (např. SCSI, USB, ) nižší požadavky na rychlost vyšší požadavky na délku propojení, odolnost proti rušení, omezené vyzařování,...

5 Výhody použití sběrnic Použití sběrnic v počítači má řadu výhod: usnadňuje modifikaci a rozšiřování systému obvody pro připojení bloku ke sběrnici jsou shodné nebo velmi podobné ve všech blocích dokumentace je jednodušší a čitelnější systém se snadněji udržuje a opravuje při vývoji a výrobě lze přebírat technická řešení existujících produktů a používat existující testovací zařízení a výrobní technologie dochází k hromadnému použití omezeného počtu typů součástek a konstrukční unifikaci (rozměry desek, konektory apod.) průmyslové standardy (Industry Standards) umožňují uživatelům kombinovat v počítači produkty různých výrobců tzv. otevřené systémy => nižší ceny

6 Topologie z hlediska komunikace mezi částmi (bloky) počítače má sběrnicový spoj charakter vícebodového spoje (multipoint connection) každý blok připojený ke sběrnici si může vyměňovat data s kterýmkoliv jiným připojeným blokem při přenosu dat z jednoho bloku do druhého vždy jeden blok data vysílá, druhý blok (nebo více bloků současně) data přijímá blok vysílající data označujeme vysílač (zdroj) blok přijímající data označujeme přijímač (cíl)

7 Sdílení sběrnice sběrnice představuje tzv. virtuální přepínač umožňuje připojení více zdrojů a více cílů sdílený charakter prostředí (např. vodičů sběrnice) neumožňuje pokud se pokusí současný vysílat přenos více vysílačů dat z více současně, zdrojů dojde na sběrnici ke kolizi dojde ke zkomolení přenášených dat, v horším případě k přetížení a poškození budičů přístup vysílačů k sběrnici musí být řízen!!!!

8 Řízení přenosu dat přenos dat po sběrnici je nutné řídit elementárními řídícími signály např. READ, WRITE, READY... tyto signály obvykle generuje blok, který vysílá ale není tomu tak vždy!!! bloky schopné požádat o přidělení sběrnice a řídit přenos dat po sběrnici se označují jako řídící bloky (master, pán) bloky které dokáží pouze reagovat na řídící signály se označují jako podřízené bloky (slave, otrok) řídící blok je obvykle schopen pracovat i jako podřízený např. DMA řadič při programování procesorem přenos dat nemusí vždy probíhat mezi řídícím a podřízeným blokem přenos probíhá mezi dvěma podřízenými bloky, řídící blok pouze generuje potřebné řídící signály

9 Řízení zápisu do DRAM Nejprve paměťový kontroler poskytne signál adresy řádku a aktivuje RAS adresní signál. Poté paměťový kontroler poskytne signál adresy sloupce a aktivuje CAS adresní signál. Ve stejnou chvíli také aktivuje WE řídící signál. Zapisovaná data jsou poslána do vstupního datoveho bufferu, zesílena, přesunuta do I/O bufferu a uložena na určenou adresu paměti.

10 Arbitráž podle počtu připojitelných řídících bloků dělíme sběrnice na jednořadičové (single-master, BUSmaster) jsou jednodušší menší počet řídících vodičů, jednodušší protokol... víceřadičové (multi-master) jsou univerzálnější umožňují lepší využití sběrnice v daném okamžiku může sběrnici řídit (být aktivní) pouze jeden řadič řídící bloky musí o přidělení sběrnice žádat arbitra (arbitrážní logiku) při více současných požadavcích na přidělení sběrnice arbitr rozhoduje, kterému řadiči bude sběrnice přidělena arbitrážní logika může být rozptýlena do jednotlivých bloků V jednoduchých případech zastává funkci arbitra procesor

11 Typy sběrnic podle šířky toku dat dělíme sběrnice na paralelní, sério-paralelní a sériové u paralelní sběrnice se přenášejí všechny datové bity současně (počet vodičů = počet bitů dat) u sérioparalelní sběrnice se datové bity přenášejí po skupinách (např. 32-bitová data jako posloupnost čtyř 8-bitových slabik) u sériové sběrnice probíhá přenos dat sériově, po jednom vodiči

12 Propustnost sběrnice obecně platí pravidlo: čím větší propustnost sběrnice požadujeme, tím více bitů je nutné přenášet paralelně... při daném hodinovém kmitočtu f CLK lze po N vodičích přenést celkem N*f CLK bitů za 1 sec při stejném hodinovém kmitočtu je teoretická propustnost paralelní sběrnice N-násobkem propustnosti sériové sběrnice... toto pravidlo však platí pouze pro sběrnice s malou délkou vodičů přirozené sběrnice mikroprocesorů, vnitřní systémové sběrnice... čím jsou vodiče sběrnice delší, tím větší je rozdíl v době šíření signálu po jednotlivých vodičích (tzv. skew) skew omezuje použitelný hodinový kmitočet f CLK data nelze číst dříve, než se ustálí signály na všech vstupech

13 Propustnost sběrnice u paralelního přenosu se při zvyšování f CLK dostaneme do situace, kdy skew je srovnatelné s periodou hodin hodinový kmitočet již nelze dále zvyšovat u sériového přenosu se skew neuplatní data se přenášejí po jednom vodiči dosažitelná rychlost přenosu nezávisí na délce vedení je omezena pouze šířkou pásma vedení a rychlostí obvodů přijímače a vysílače pro přenos na větší vzdálenosti je vhodnější sériový přenos

14 Propustnost sběrnice Reálná přenosová rychlost je však vždy nižší oproti teoretické: závisí na způsobu řízení sběrnice (inteligence řídících obvodů a elektroniky v jednotlivých blocích) sběrnice slouží často i pro alternativní činnosti - (refresh RAM...) klesá s počtem sdílejících zařízení

15 Protokol sběrnice aby všechny připojené bloky dokázaly spolupracovat, musí se řídit souborem společných pravidel - protokolem protokol předepisuje, jak mají bloky reagovat na povely, v jakém pořadí a v jakých časových vztazích se mají řadit signály, jak mají bloky reagovat na chyby... protokol musí být formulován exaktně

16 Protokol sběrnice protokol musí zajistit implementaci řady tzv. komunikačních funkcí adresace odkud a kam se mají data přenést, identifikace zdroje a cíle synchronizace zajištění vzájemné časové souhry vysílače a přijímače zabezpečení dat detekce a odstranění chyb při přenosu u paralelních sběrnic se pro implementaci komunikačních funkcí používají další vodiče, které neslouží pro vlastní přenos dat tyto vodiče se často označují jako režijní zatěžují přenos užitečných dat režijními náklady

17 Paralelní sběrnice pro paralelní sběrnice je typické rozdělení vodičů na adresní, datovou a řídící část sběrnice datové vodiče slouží pro vlastní přenos dat adresní vodiče určují, odkud nebo kam se mají data přenést řídící vodiče určují, jak a kdy se mají data zpracovat čtení, zápis, přerušení, informace o chybách...

18 Paralelní sběrnice u paralelní sběrnice mohou být použity pro každý směr přenosu samostatné vodiče pak lze data přenášet mezi bloky oběma směry současně ale prakticky se toto řešení nepoužívá obvykle potřebujeme v daném okamžiku přenášet data jen jedním směrem pro přenos dat oběma směry pak můžeme použít tytéž vodiče a hovoříme o obousměrné sběrnici (bidirectional bus) pro úsporu vodičů se někdy po stejných vodičích přenášejí skupiny signálů s rozdílnou funkcí pak hovoříme o sdílených vodičích a sběrnici označujeme jako multiplexní typicky se přepíná adresa a data (např. PCI)

19 Sériové sběrnice sériové sběrnice používají malý počet vodičů jeden pro data (nebo jeden pro každý směr přenosu) někdy další vodiče pro specifické řídící funkce podle možností přenosu dat mezi dvěma uzly hovoříme o přenosu simplexním přenos může probíhat pouze jedním směrem (opačným směrem nelze data přenášet) často se vyskytuje u kruhové topologie duplexním přenos může probíhat oběma směry současně (po samostatných vodičích) poloduplexním přenos může probíhat střídavě oběma směry (po jednom vodiči)

20 Sériové sběrnice data se přenášejí ve větších informačních jednotkách znaky, bloky, rámce (frame), datagramy (pakety)... tyto jednotky mají omezenou velikost a jsou dobře rozlišitelné, mají dobře popsanou strukturu: hlavičku, záhlaví... to umožňuje snadnější synchronizaci a zotavení při chybách přiřazení vodičů jednotlivým signálům u paralelní sběrnice je nahrazeno přiřazením pozice bitů typické je rozdělení bloku na záhlaví, tělo a závěr záhlaví obsahuje pomocné informace ekvivalent adresní a řídící části paralelní sběrnice tělo obsahuje vlastní přenášená data ekvivalent datové části závěr bloku obvykle obsahuje zabezpečovací kód generuje se během přenosu bloku umožňuje detekci a/nebo opravu chyb

21 Zatížitelnost sběrnice zatížitelnost sběrnice se udává maximálním počtem připojitelných bloků typický počet připojitelných bloků se pohybuje od několika do několika desítek např. 4 až 32 hlavní roli hraje logický zisk výstupních budičů a frekvenční vlastnosti logický zisk hradla udává, kolika vstupy hradel lze zatížit výstup hradla je však nutné uvažovat i další omezení vliv konektorů, délka a kapacita vodičů, časové parametry protokolu...

22 Sběrnice a sítě paralelní i sériové sběrnice mají mnoho společného s počítačovými sítěmi představují jednu z mnoha možností vzájemného propojení počítačů lze je použít jako komunikační prostředek při vytváření sítě na tzv. linkové úrovni (Data Link Level) teorie a terminologie, používaná u sběrnic, je často shodná nebo podobná síťové terminologii tato příbuznost má i praktické důsledky např. Ethernet, sloužící dnes jako linková vrstva většiny sítí LAN, je v podstatě sériová sběrnice, umožňující nejen připojení počítačů do sítě, ale také připojení periferií k počítači (tiskárny, terminály, disková pole RAID) naopak kteroukoliv sběrnici lze využít pro vytvoření sítě např. v operačním systému Linux existuje ovladač pro paralelní port, který umožňuje realizovat TCP/IP spojení dvou počítačů paralelními porty

23 Další vývoj sběrnic existuje zjevný trend k přechodu z paralelních na sériové sběrnice sériová sběrnice je konstrukčně jednoduchá odpadá problém s rozdílným zpožděním signálů (skew) technologie integrovaných obvodů umožňuje stále rychlejší sériový přenos jednotlivé IO na desce budou v budoucnu pravděpodobně propojeny opticky snížení počtu vývodů... a tím snížení výrobní ceny obvodů a montážních nákladů zvýšení rychlosti a spolehlivosti u disků se přechází na sériový přenos serial ATA, serial SCSI3, FireWire... u periferií se přechází na bezdrátové připojení IrDA, Wireless LAN, BlueTooth...

24 Příklady některých PC sběrnic V následující části budou uvedeny některé sběrnice z oblasti počítačů třídy PC

25 Sběrnice PC-BUS (8bit.) Navržena IBM pro první počítače s CPU uvnitř 16bitový / vně 8 bitový CPU PC-BUS: 8 bitů pro data + 20 adresních bitů, celkem 62 linek Dalšími vodiči jsou: určení zda přenášená adresa je adresou paměti, či I/O zařízení určení zda data na sběrnici mají být čtena, nebo zapsána napájení: +5V, -5V, +12V, -12V, GND RESET, hodinový signál, signály pro refresh paměti signály přerušení (IRQ), na sběrnici PC-BUS je jich 6: IRQ 2-7 přímý přístup do paměti (DMA), na sběrnici PC-BUS jsou 3: DMA 1-3 Na PC-BUSu jsou paralelně zapojeny jednotlivé konektory - tzv. SLOTY - všechny jsou ekvivalentní, je jedno kam se karta zasune Maximální rychlost 8MHz - plně dostačující pro CPU 8088, teoretická rychlost 7,6MB/s, reálná 2MB/s.

26 PC-BUS 8 bit. PC-BUS I/O karta

27 ISA (AT-BUS) Navržena tak aby vyhovovala CPU i80286 Data: 16bit, adresová sběrnice 24 bitů (=16MB) Zpětně kompatibilní s předchozí PC-BUS Kompatibility je dosaženo rozšířením o nový konektor s dalšími 36 signály Další vlastnosti: přidává další 4 DMA kanály (DMA4 - DMA7) přidává dalších 5 IRQ (IRQ10 - IRQ12, IRQ14 a IRQ15) některé IRQ nejsou vyvedena na sběrnici: IRQ8 - přerušení od hodin IRQ9 - propojeno s IRQ2, posloužilo k expanzi přidaných IRQ IRQ13 - numerický koprocesor

28 ISA 16 bit. ISA I/O karta 16bit. sloty jsou plně el. kompatibilní s PC-BUS, přesto se na mnohých základních deskách vyskytovaly i samostatné PC-BUS sloty. Důvodem byla mechanická kompatibilita

29 ISA Sběrnice ISA přetrvala až do dob Pentií S rychlejšími CPU se objevil problém: ISA pracovala stále pouze na 8MHz (± přibližně) Řešení: vzájemné přizpůsobení rychlosti Toto přizpůsobení prováděl generátor čekacích taktů (wait-states generator) Sběrnice však již dále nevyhovovala svým výkonem: Teoret. propustnost 15MB/s, skutečná cca 5MB/s - to nestačí ani pro rychlejší HDD, multimédia... Na novějších deskách zůstávala již pouze z důvodu kompatibility

30 Nástupci sběrnice ISA Sběrnice MCA Sběrnice EISA Lokální sběrnice: VL-BUS Další nové sběrnice PCI AGP PCI-X PCI express

31 Sběrnice MCA Sběrnice MCA (MicroChannel Architecture) byla vyvinuta IBM pro novou řadu počítačů s označením IBM PS/2. Návrh sběrnice obsahoval dobré myšlenky Pracovala na 10MHz a přenos byl 16/32 bitový V tzv. proudovém režimu i 64 bitů Obsahovala sw konfiguraci desek Podporovala Busmastering (sběrnice, která může být řízena několika zařízeními, nejen procesorem) Rychlost 32MB/s Přes všechny výhody se sběrnice nerozšířila v PS/2 byla pouze MCA, což znemožňovalo použití jakékoli jiné karty z ISA světa MCA byla tvrdě licenčně zpoplatněna - IBM si pro MCA vykopala vlastní hrobeček

32 Sběrnice EISA Sběrnice EISA (Extended Industry Standard Architecture) založena v r devíti firmami (gang nine) jako odpověď na MCA Vlastnosti: Šířka datové sběrnice 32 bitů Šířka adresní sběrnice 32 bitů Dovoluje programové nastavování přídavných desek Pracuje s frekvencí 8.33MHz (pro kompatibilitu s ISA) Dovoluje Busmastering - viz dále Velmi rozšířená u severů v první polovině devadesátých let, reálná přenosová rychlost 33MB/s. Zachována kompatibilita s ISA a PC-BUS!

33 EISA EISA přidává dalších 59 nových linek mezi stávající ISA + PC-BUS Je zcela kompatibilní s kartami pro konektory ISA - díky speciálnímu dvojúrovňovému konektoru

34 EISA

35 Porovnání karet pro PC-BUS, ISA a EISA EISA ISA XT (8 bit) ISA AT (16 bit)

36 Lokální sběrnice Universální a lokální sběrnice slouží k vzájemnému propojení přídavných zařízení uvnitř výpočetního systému. Mezi zástupce univerzální sběrnice patři např. ISA U lokálních sběrnic je procesor ke sběrnici připojen přímo, nebo pouze přes případný budič sběrnice - to má své + a -: + Zásuvné karty jsou napojeny na CPU a paměť prakticky přímo, výsledkem je vysoká rychlost - Sběrnice je silně procesorově závislá Typickým zástupcem lokálních sběrnic je VL-BUS Řešením je oddělení části lokální sběrnice od paměťového subsystému vhodným mostem: PCI

37 Klasická ISA architektura

38 Architektura s lokální sběrnicí

39 Sběrnice VL-BUS VL-BUS (VESA Local Bus) byla navržena v roce 1992 konsorciem VESA (Video Electronic Standards Association) První lidová lokální sběrnice Šířka přenosu dat 32 bitů Proměnná frekvence podle fsb CPU až do 50MHz Kompatibilita s ISA Sběrnice dosahovala poměrně vysokých rychlostí: umožňovala tzv. burst (souvislý) režim, kdy se redukoval počet přenášených položek (např. pouze 1x adresa a 4x po sobě jdoucí data) Teoreticky při 33MHz cca 130MB/s, při 50MHz až 200MB/s, vzhledem k jednoduchosti sběrnice se reálná rychlost teoretické dost přibližovala (srovnej s reálnou rychlostí ISA)

40 Základní deska s VL-BUS

41 Konektor karty VL-BUS

42 Nevýhody VL-BUS Nenavržena obecně - silná závislost na CPU Intel a komp. Vzhledem k prakticky přímému napojení zásuvných karet na sběrnice CPU maximálně 3 sloty Pracovní frekvence se snižovala s počtem zasunutých karet 5V logika TTL - v té době se již objevovaly 3,3V CPU

43 Sběrnice PCI Sběrnici PCI v. 1.0 vypustila do světa firma Intel a v r předala další osud sběrnice do rukou organizace PCI SIG (Special Interest Group) Březen 1993 SIG uvedla PCI 2.0 PCI přinesla uživateli komfort v podobě technologie Plug&Play (zapoj a hraj), zejména s nastupujícími W95 V r přišla PCI 2.1 na 66MHz V r PCI 2.2 s Power Management Specifikace PCI není zcela otevřená a podléhá jistému licenčnímu zpoplatnění SIG.

44 Sběrnice PCI Sběrnice PCI (Peripheral Component Interconnect, 1993) je k systémové sběrnici připojena přes tzv. sběrnicový můstek (bridge) toto řešení sebou přináší jisté výhody: Možnost použití i v jiných systémech (Macintosh, SUN...) Frekvenční a napěťové oddělení od CPU (nezávislost na CPU) První sběrnice s plnou podp. 64bit. datové sběrnice Pentia Dovoluje i přenos v režimu 32 bitů pro i486 33MHz 125MB/s (32bit.), 251MB/s (64bit.) 66MHz 251MB/s (32bit.), 503MB/s (64bit.) Burst režim, (narozdíl od VL-BUS neomezen na 4 takty) Umožňuje sdílet IRQ, kterých je v systémech nedostatek Konečně zcela nezávislá na ISA Podpora busmastering a multimastering Plná podpora Plug & Play Pracovní napětí 3,3V

45 Porovnání různých verzí PCI

46 PC na bázi sběrnice PCI CPU Bridge/ Memory Controller Cache DRAM IDE LAN Motion Video PCI Bus BIOS PCI to ISA VGA ISA Bus SuperI/O Audio FAX/ Modem Keyboard Mouse RTC ISA to PCMCIA PCMCIA Bus

47 Hybridní deska s: PCI, VLBUS, ISA

48 Příklad hybridní desky s více sběrnicemi

49 Sběrnice AGP Intel Princip AGP (Accelerated Graphics Port) je jednoduchý - grafické kartě umožníme zabrat prostor v pracovní paměti (DIME - Direct Memory Execute ) na základní desce a nezávislou, oddělenou sběrnicí dopravíme data na této přímé cestě co nejrychleji AGP 1x 66MHz 251MB/s (=2x PCI) AGP 2x CLK & CLK 503MB/s AGP 4x 66MHz 100MHz 1070MB/s AGP 8x 2100MB/s AGP nabízí oproti PCI další zlepšení řízení sběrnice AGP slouží v podstatě pouze pro připojení graf. karet Grafické karty se nemusí o sběrnici dělit s další kartou

50 AGP

51 Porovnání PCI a AGP PCI AGP

52 Rozšíření AGP pro Pro příkonové nároky zejména moderních AGP karet již stávající konektor AGP nedostačoval, maximální příkon karet byl zhruba 25W V r byla uvedena verze AGP pro s dodatečnými napájecími piny a příkonem až 50W či 110W (AGPpro110 - karta zabírá dvě pozice) Alternativní řešení používané některými výrobci spočívá v kombinaci běžného AGP slotu s přídavným napájecím konektorem na grafické kartě.

53 Porovnání různých verzí AGP

54 Sběrnice PCI-X V r se fi. IBM, HP, COMPAQ spojily a vytvořily rozšíření sběrnice PCI PCI-X, rozšíření později akceptovala i PCI SIG Dočasné řešení pro hi-end zařízení (servery...) PCI-X v. 1.0 definuje PCI-X 66MHz a PCI-X 133MHz s propustností u 64bit. až 1GB/s PCI-X v. 2.0 PCI-X 266MHz a PCI-X 533MHz, propustnost asi 4,3GB/s (32x více než první PCI) Na PCI-X jsou připojována zařízení s enormními datovými toky, proto je sběrnice vybavena ECC, PCI-X je schopna opravovat data za chodu PCI-X je 100% kompatibilní s původní PCI 64bit. PCI-X řídí pracovní frekvenci podle počtu připojených zařízení S PCI-X se setkáte často v případě serverových desek, výjimečně v oblasti desktopových PC

55 Příklad PCI-X karty

56 Základní deska s PCI-X

57 Porovnání PCI a PCI-X

58 PCI Express V oblasti přenosu dat panuje obecně trend přesunu od paralelních sběrnic k vysokorychlostním sériovým Sběrnice PCI již přestávala výkonnostně vyhovovat a řešení v podobě 64bit. PCI, či PCI-X bylo pro výrobce nákladné, zejména díky komplikovaným návrhům DPS Proč je těžké postupovat stávajícím způsobem? Vývojář musí dodržet všechny vlastnosti vysokofrekvenčního návrhu desky. Vlastnosti sběrnice se nesmí příliš měnit se zasouvanými kartami

59 Sběrnice PCI Express PCI Expres: Intel PCI SIG Spojení je Point2Point není potřeba Busmastering Modulární architektura - je možné přidávat více sériových spojů: Základní PCI-E má propustnost zhruba 200MB/s PCI-E X16 má propustnost zhruba 5GB/s (=2.5x AGP8x) Základem komunikace je tzv. PCI express Link - reprezentuje komunikační kanál mezi dvěma zařízeními sběrnice PCI-E, Link se stará o přenos paketů Link se skládá z minimálně jednoho Lane (2,5Gbit/s), další obvyklé konfigurace: x1, x2, x4, x8, x12, x16 a x32

60 Sběrnice PCI Express PCI Express (dříve známá jako 3GIO) je sériovou sběrnicí typu point-to-point která přenáší data po paketech. Základní PCI Express sběrnice x1 dokáže totiž data přenášet tak (data na vstupu je "rozloží" a pak zase "složí"), jakoby putovaly po paralelní virtuální sběrnici o volitelné šíři (selectable width): 1, 2, 4, 12, 16 a 32 bitů! Jako náhrada 32bit PCI tedy stačí PCIe 1x. Sběrnici PCI Express v konkrétním počítači tedy můžeme vnímat jako soustavu několika nezávislých obousměrných propojení typu 1:1 které dokážou data přenášet tak, jako by tyto sběrnice byly široké np. 32 bitů. Díky tomu, že k přenosu dat stačí jenom pár pinů, nebude problém k řadiči (ty budou typicky umístěné v southbridge) připojit několik nezávislých "portů" 3GIO/PCI Express - viz. obrázek:

61 chipset Architektura PCI Express Architektura PCI-E se skládá z: root-complex - zajišťuje propojení PCI-E s hostitelským systémem switchs - zajišťuje větvení PCI-E end points - koncové zařízení bridges - zajišťuje převod PCI-E na další typy sběrnic

62 Architektura PCI Express Architektura je ne náhodou podobná členění jako v síťovém modelu OSI Jedná se o architekturu peer-to-peer Rozhraní je duplexní Na rozdíl od předchozích sběrnic se používá diferenciální vedení Hodinový signál je kódován mezi data - nedochází k fázovému posunu Úkolem link. vrst. je zajišťování integrity dat - detekce a oprava chyb. Tato vrstva je zodpovědná za zpracování (kompozici a dekompozici) paketů transakční vrstvy. Tyto pakety nesou informaci o typu prováděné operace, jako je čtení, zápis, zpráva nebo operace s IO prostorem Fyzická vrstva zajišťuje veškeré obvody nutné pro připojení k linku. Jsou to fázové závěsy, buffery, sério-paralelní a paralelně sériové převodníky, impedanční přizpůsobení a v neposlední řadě i logiku pro inicializaci a udržování spojení na linku (vyjednání přenosové rychlosti, formátu přenosu dat).

63 Mechanické uspořádání PCI Express

64 Mechanické uspořádání PCI Express

65 Další typy sběrnic Sběrnic v PC existuje ještě celá řada: CNR a AMR PCMCIA FireWire USB, USB2.0 SerialATA, IDE...

66 Děkuji za pozornost