Orbis pictus 21. století Tato prezentace byla vytvořena v rámci projektu

Používané sběrnice v PC OB21-OP-EL-KONP-JANC-M-3-034

 Sběrnice slouží v počítači k propojení jednotlivých systémů.  Umožňují komunikaci těchto systémů mezi sebou.  Představují základní infrastrukturu počítače.

Používané sběrnice v PC  Mezi používané sběrnice dnes u počítačů kategorie PC patří:  PCI a z ní vyvinuté sběrnice PCI-X a PCI Expres.  USB ve verzi 2.0 a v poslední době ve verzi 3.0

Používané sběrnice v PC  Ostatní dříve používané sběrnice jsou dnes na ústupu. Jedná se především o sběrnice  ISA, EISA, VESA LOCAL BUS jsou staré sběrnice dnes už se nepoužívají.  PCI v prvních verzích  AGP – rozhraní pro grarfické karty, používalo se v různých modifikacích pro různé přenosové rychlosti (AGP 1x až AGP 16x)

Používané sběrnice v PC  Historie sběrnice PCI a PCI-X  V souvislosti s rozvojem systémových sběrnic se hovoří o generacích systémových sběrnic.  1. generace:  Sběrnice ISA – paralelní 16 bitová, asynchronní sběrnice, pomalá sběrnice  Zabudovány mechanismy na generování žádosti o přerušení a přímý přístup do paměti.

Používané sběrnice v PC  2. generace:  Sběrnice EISA, MCA, později PCI a PCI-X  Paralelní synchronní sběrnice (PCI a PCI-X), přenosové rychlosti řádově jednotky GB/s.  Hierarchická struktura vytvořená pomocí mostů (bridge)

Používané sběrnice v PC  3. generace:  Sběrnice PCI Express  Sériová komunikace typu point-to-point.  Možnost použití více spojů – zvýšení rychlosti přenosu a šířky pásma.  Do systémové sběrnice byla vložena sériová komunikace.

Používané sběrnice v PC

Sběrnice PCI Express (PCI E)  O sběrnici PCI Express se hovoří jako o stavu, který nastal, když křivka reflektující vývoj systémových sběrnic, ustrnula na inflexním bodě.  Poprvé se v sestavách počítačů objevila v r  Charakteristika:  PCI Express je vysokorychlostní, sériový, nízkonapěťový diferenciální spoj pro komunikaci mezi dvěma zařízeními.  Spoj je realizován jako dvojitý jednosměrný spoj (dva jednosměrné spoje).

Používané sběrnice v PC Spojení Full duplex – současně je možné přenášet data v obou směrech maximální možnou frekvencí. Half duplex – je možné přenášet data pouze v jednom směru.

Používané sběrnice v PC  Vyšší šířka pásma sběrnice PCI Express než šířka pásma sběrnice PCI.  Počet vývodů konektoru je přibližně 10x menší (relace „rychlost“ versus „počet vývodů konektoru“ – jeden ze způsobů posuzování rychlosti přenosu).  Možnosti PCI Express jsou rozšiřitelné (scalable) v tom smyslu, že přidáním dalšího spoje se zvýší šířka pásma.  PCI Express nahrazuje AGP, PCI, PCI-X, její současné schopnosti nejsou konečné, současný stav – náhrada AGP v konstrukci grafických adaptérů.

Používané sběrnice v PC  Výhoda: Point-to-point spoje se neovlivňují, pokud potřebujeme na jednom spoji realizovat větší šířku pásma, ostatní spoje to neovlivňuje.

Používané sběrnice v PC V počítačích se sběrnicí PCI Express není zapotřebí arbitr pro rozhodnutí o přidělení sběrnice pro přenos dat – spoj point-to-point. Zařízení na spoji PCI Express může kdykoliv do sériového spoje poslat data, stejně tak musí být připraveno ze vstupního spoje data přijmout. Každý spoj je dedikovaný.

Používané sběrnice v PC  Závěr:  Sběrnice PCI Express může být „nastavena“ pro řadu aplikací, protože má nastavitelnou různou rychlost přenosu.  Proto má sběrnice PCI Express široké použití v řadě aplikací

Používané sběrnice v PC USB (Universal Serial Bus) je univerzální sériová sběrnice.  Moderní způsob připojení periférií k počítači.  Nahrazuje dříve používané způsoby připojení (sériový a paralelní port, PS/2, GamePort apod.) pro běžné druhy periférií - tiskárny, myši, klávesnice, joysticky, fotoaparáty, modemy atd., ale i pro přenos dat z videokamer, čteček paměťových karet, MP3 přehrávačů, externích disků a externích vypalovacích mechanik.

Používané sběrnice v PC  USB vzniklo za spolupráce firem Compaq, Hewlett-Packard, Intel, Lucent, NEC, Microsoft a Philips. Nahrazuje rozsáhle používaný port RS232.  V listopadu roku 2008 byla oficiálně schválena specifikace dalšího standardu USB 3.0, správný název je ale Super Speed USB (SS USB). Nové rozhraní má navýšit přenosové rychlosti ze stávajících 480 Mbit/s (USB 2.0) až na 5 Gbit/s.  Podstatným rozdílem je navýšení počtu vodičů v kabelu, tedy nebude možné pro plný přenos využít starší verze.  Z původních čtyř vodičů jich má USB 3.0 osm.

Používané sběrnice v PC Standard konektorů A pro USB 3.0. Vnitřek by měl být modrý a koncovka opatřena logem SS USB.

Používané sběrnice v PC  Důležitá je hlavně kompatibilita se zařízeními standardu USB 2.0, jež zůstala zachována napříč.  USB 2.0 zařízení bude fungovat v novém portu, stejně jako USB 3.0 zařízení zprovozníte na starším konektoru (s adekvátně nižší přenosovou rychlostí).  Zařízení USB 1.1, ta podporována na nových konektorech nejsou a nebudou fungovat. Na deskách bude jistě kromě USB 3.0 i několik starších portů.

Používané sběrnice v PC  Nové rozhraní také přináší některé novinky, hlavně v úsporných režimech. Jednoduše řečeno, port se pokud v něm je nebo není nic připojené, umí zcela vypnout a být energeticky úspornější. Důležité jsou také změny na dalších konektorech, které se od verzí pro USB 2.0 liší.  Nový standard USB 3.0 má být teoreticky 10x rychlejší než jeho předchůdce. Prakticky je to samozřejmě méně, ovšem nárůst přenosových rychlostí je opravdu znatelný

Používané sběrnice v PC Specifikace sběrnice USB

Používané sběrnice v PC  Dále jsou v počítačích kategorie PC používána rozhraní  Serial ATA (SATA) je počítačová sběrnice využívaná převážně pro připojení pevných a optických disků.  Hlavní devizou je užší kabel, menší rušení, rychlejší přenos dat a pokročilé technologie jako NCQ, Hot swap a eSATA. Specifikace rozhraní SATA

Používané sběrnice v PC  Řadič SATA zdědil po ATA řadiči PIO a DMA modul.  Dosahuje vyšších rychlostí oproti ATA řadiči, protože přenos probíhá sériově na vysoké frekvenci (až 3000 MHz).  Disky se připojují přímým a samostatným kabelem k řadiči a tím pádem se nemusí rozlišovat na Master, Slave a Cable Select.  Oproti sběrnici ATA podporuje navíc odpojování a připojování zařízení za chodu počítače (Hot-plug) a také technologii NCQ.

Používané sběrnice v PC  Ještě se používá v PC rozhraní PS/2 někdy také označované mini-DIN.  Používá se pro připojení klávesnice, případně i myši k počítači.

 Děkuji za pozornost  Ing. Ladislav Jančařík

Literatura  M. Antošová, V. Davídek: Číslicová technika, KOPP České Budějovice 2008 