Tento výukový materiál vznikl v rámci Operačního programu Vzdělávání pro konkurenceschopnost 1. KŠPA Kladno, s. r. o., Holandská 2531, Kladno, Číslo projektu: CZ.1.07/1.5.00/ Číslo materiálu: VY_32_INOVACE_HWD Tematický celek (sada): Hardware Téma (název) materiálu: Komunikace procesoru s okolím Předmět: Hardware Ročník / Obor studia: První a druhý / Informační technologie Autor / datum vytvoření: Kateřina Ipserová, DiS. / Anotace: Materiál slouží k výkladu nové látky na téma: Komunikace procesoru s okolím Metodický pokyn: Materiál slouží k prezentaci popřípadě k samostudiu 1

Komunikace procesoru s okolím CPU komunikuje 3 způsoby: – Pomocí sběrnice – Přes přerušení (IRQ) – Kanály přímého přístupu po paměti (DMA) 2

Sběrnice Přenáší se nejvíce dat, je základem komunikační struktury PC Její rychlost ovlivňuje výkon celého PC Propojení všech komponent vně procesoru Dva typy sběrnic: – Systémová – propojuje CPU a odvody na základní desce – Periferní – spojuje CPU s okolním světem (zakončená normovanými konektory – sloty) Rozdělení dle typu dat: – Datové (přenos dat) – Řídící (přenos řídících signálů od procesoru) – Adresní (přenos adres paměťových buněk) 3

Sběrnicové schéma 4

Systémová sběrnice Spojuje procesor s nejbližším okolím (RAM, grafická karta, chipset – North bridge a ostatní obvody desky). Dva základní komunikační modely: – Starší – přestavitel Intel – komunikace probíhá pomocí sběrnice FSB, severního a jižního mostu - chipsetu. – Nový – osmá generace jádra AMD – Integrovaný paměťový řadič a pomocí sběrnice HyperTransport. 5

Periferní sběrnice Začíná v jižním mostu a spojuje procesor s přídavnými kartami. Zakončena normovanými sloty, do nichž se zasunují rozšiřující karty. Typy sběrnic: – ISA přenosová rychlost < 8 Mb/s – PCI přenosová rychlost <130 Mb/s (260 Mb/s) – AGP přenosová rychlost 260 Mb/s – 2Gb/s – PCI Express přenosová rychlost 250 Mb/s – 16 Gb/s – USB 1.1 přenosová rychlost 12 Mb/s 2.0 přenosová rychlost 480 Mb/s 3.0 přenosová rychlost 4800 Mb/s 6

Sběrnice ISA Industry Standard Architecture. Vyvinuta pro mikroprocesor 286 a počítače PC-AT. Pro dnešní využití je pomalá a úzká, pouze starých PC Konfigurace přídavných karet je prováděna manuálně Novější desky se konfigurují speciálním programem Neumí PnP 7

Sběrnice PCI Peripheral Component Interconnect. Především pro Pentia Dnes je nahrazována PCI Express. Novinka pro instalaci rozšiřujících desek – Plug and Play 32 a 64 bitové sloty (bývají bílé barvy) PCI jsou opatřeny zámky 8

Sběrnice AGP Accelerated Graphics Port. Vynález Intelu pro výrazné zvýšení výkonu. Určena pro přenos dat do zobrazovací soustavy. Zakončena konektory AGP. Další standardy: AGP 2x, 4x, 8x. Postupně nahrazována sběrnicí PCI Express 9

Sběrnice PCI Express Paripheral Component Interconnect Express. Sériová sběrnice nahrazuje předešlé paralelní PCI a AGP. OS a HW nemají problém při spolupráci se sběrnicí. Vyšší datový tok – podpora Hot Plug a Hot Swap (výměna HW za chodu PC) a PnP Další standardy: PCle 2x, 4x, 8x, 16x, 32x, 64x. 10

Rozhraní PC ( interface) Jedná se o výměnu dat mezi „vnitřkem skříně“ a periferiemi umístěnými mimo skříň. Jedná se např. o klávesnici, myš, tiskárnu, scanner, fotoaparát, … Používá se normované rozhraní, popisující způsob přenosu dat a tvar konektorů. – Sériový port – Paralelní port – Game port – USB – FireWire – PS/2 11

Paralelní port Označení – Centronisc (podle výrobce tiskáren) Nahrazeno SPP (Standard Parallel Port) Paralelní přenos dat – bit vedle bitu (rychlejší). Konektor je 25 pólový typu canon. Použití: tiskárna, skener, ZIP mechanika. Označení LPT 12

Sériový port – RS 232 Nejstarší rozhraní Sériový přenos dat – bit za bitem (pomalejší), ale univerzálnější Periférie: myš, modem, mobilní telefony – postupně nahrazováno USB Konektor typu Canon 2 velikosti (9-pólový nebo 25 pólový). Označení COM 13

PS/2 U počítačů řady PS/2 Vyveden ze základní desky Myš, klávesnice 14

USB port Universal Serial Bus. Nahrazuje dřívější porty sériový, paralelní a PS/2. Použití: běžné druhy periférií. Podporuje Plug and Play Verze: – USB 1.1 (12 Mb/s) – USB 2.0 (480 Mb/s) – USB 3.0 (4800 Mb/s) Výhody: – Max. počet připojených zařízení je 127. – Přepojování za chodu PC. – Poskytuje stejnosměrné napájení 5V. – Max. délka kabelu 5m. – Připojení rozbočovače. 15

FireWire port Vyvinuto Apple Computer Sériová sběrnice pro přenos velkých objemů dat. Použití: videokamery, videorekordéry Podpora Plug and Play. Výhody: – Max. připojení 63 zařízení. – Rychlost 400 Mb/s. 16

IRQ – vektor přerušení Interrupt ReQuest. Upozornění periferií, že chtějí komunikovat s procesorem. Vytržení procesoru z práce, rozpracovaná data se uloží do registrů (např. stisk klávesnice) a komunikuje s klávesnicí. Dva druhy přerušení : HW a SW Zpracování přerušení – speciální obvod = řadič přerušení linky – součástí sběrnice. 17

Kanály přímého přístupu po paměti (DMA) Direct Memory Access Kanál určený pro přenos dat mezi operační pamětí a vstupně/výstupním zařízením (CD/DVD) Určený pro přenos většího objemu dat např. grafická karta, zvuková karta, řadič pevných disků, síťová karta atd. Nezatěžuje se procesor, protože se přenosu vůbec nezúčastňuje 18

Materiály jsou určeny pro bezplatné používání pro potřeby výuky a vzdělávání na všech typech škol a školských zařízení. Jakékoli další využití podléhá autorskému zákonu. Použité zdroje ULANOV, Miha. wikipedie [online]. [cit ]. Dostupný pod licencí Free Software Foundation na WWW: WIKIPEDIE. wikipedie [online]. [cit ]. Dostupný pod licencí Free Software Foundation na WWW: HORÁK, Jaroslav. Hardware učebnice pro pokročilé. Brno: Computer Press, a.s., 2007, ISBN Pokud není uvedena citace, jsou obrázky vlastní tvorby 19