Реферат: Компьютерные шины: сущность, виды, назначение
Новая сигнальная схема, упомянутая выше, предполагает так же
и то, что при отсутствии активности клиентских устройств, контроллер больше не
будет, посылая запросы на поиск необходимого для передачи трафика, расходовать
лишнюю энергию. Также было снижено минимально возможное для работы напряжение с
4.4 В до 4.0 В. С другой стороны, с 500 мА до 900 мА был поднят порог
максимально допустимого тока, пропускаемого шиной, что должно расширить круг
поддерживаемой периферии и дать возможность определенным классам устройств
отказаться от внешнего питания. В качестве бонуса можно ожидать и более быструю
зарядку мобильных устройств, аккумуляторы которых получают энергию по USB.
Имеющиеся сегодня устройства, предназначенные для стандарта
USB 2.0, будут без проблем функционировать с контроллерами для 3.0 и наоборот.
Конечно, для достижения высоких скоростей передачи данных потребуется
использование не только соответствующего контроллера, но и подходящего
устройства вместе с удовлетворяющим спецификациям кабелем. Подключение же 2.0
устройства в порт 3.0, или 3.0 устройства в 2.0 порт, обеспечит стандартную для
USB второго поколения производительность.
С самого начала разработки ставилась цель сохранения обратной
совместимости интерфейса со своим предшественником, и потому сам разъем
физически не претерпел серьезных изменений — форма и контакты, необходимые для
USB 2.0, сохранены на старых местах. Новые, поддерживающие коннект на
SuperSpeed скорости линии выведены так, чтобы соприкасаться с контактными площадками
только при подключении по USB 3.0
Для того чтобы разнести контакты разных версий USB на
безопасное расстояние, потребовалось несколько удлинить коннекторы и разъемы.
Также из-за увеличившегося числа проводов толщина USB 3.0 кабеля будет сравнима
с Ethernet шнуром.
USB 3.0 работает существенно быстрее 2.0. Конечно, обещанного
десятикратного прироста обнаружить не удалось, но тут сама шина не виновата:
нет пока устройств на практике способных покуситься на 100% пиковой пропускной
способности в 5 Гбит/с. И не факт, что их появление в ближайшее время станет
возможным. Однако наличие столь заметного запаса на будущее само по себе очень
полезно и приятно — из него прямо проистекает то, что в ближайшие годы шина не
устареет. Это тем более важно потому, что... в ближайшие годы ее массовое
использование и не начнется.
2.2
IEEE 1394
IEEE 1394 — последовательная высокоскоростная шина,
предназначенная для обмена цифровой информацией между компьютером и другими
электронными устройствами.
Стандарт 1394 является шинным протоколом, который может
подключать до 63 устройств. В отличие от сетей на коаксиальном кабеле или SCSI,
устройства IEEE 1394 можно подключать не только
последовательно, но и организовывать ветви. Кабель не нужно терминировать
резистором, а адреса устройств раздаются динамически без какого-либо участия
пользователя.
Интерфейс основан на шести контактах, которые переходят в две
витые пары проводов для передачи данных и два провода для питания. Эта
конфигурация позволяет подавать напряжение между 8 и 30В с током до 1,5А.
Максимальная длина кабеля от одного устройства к другому
составляет 4,5 метра на полной скорости. В то же время, напрямую в цепь можно
подключать, максимум, 17 устройств. Замкнутые цепи и петли не позволяются.
Впрочем, самые распространённые конфигурации состоят из 1-3 устройств.
Устройства IEEE 1394 организованы по трехуровневой схеме —
Transaction, Link и Physical, соответствующие трем нижним уровням модели OSI.
Transaction Layer — маршрутизация потоков данных с поддержкой асинхронного
протокола записи-чтения.
Link Layer — формирует пакеты данных и обеспечивает их доставку.
Physical Layer — преобразование цифровой информации в аналоговую для
передачи и наоборот, контроль уровня сигнала на шине, управление доступом к
шине.
Связь между шиной
PCI и Transaction Layer осуществляет Bus Manager. Он назначает вид устройств на шине,
номера и типы логических каналов, обнаруживает ошибки.
Данные передаются кадрами длиной 125 мкс. В кадре размещаются
временные слоты для каналов. Возможен как синхронный, так и асинхронный режимы
работы. Каждый канал может занимать один или несколько временных слотов. Для
передачи данных устройство-передатчик просит предоставить синхронный канал
требуемой пропускной способности. Если в передаваемом кадре есть требуемое
количество временных слотов для данного канала, поступает утвердительный ответ
и канал предоставляется.
IEEE 1394a
В 2000 году был утверждён стандарт IEEE 1394а. Был проведён
ряд усовершенствований, что повысило совместимость устройств.
Было введено время ожидания 1/3 секунды на сброс шины, пока
не закончится переходный процесс установки надёжного подсоединения или
отсоединения устройства.
IEEE 1394b
В 2002 году появляется стандарт IEEE 1394b с новыми
скоростями: S800 — 800 Мбит/с и S1600 — 1600 Мбит/с. Соответствующие устройства
обозначаются FireWire 800 или FireWire 1600, в зависимости от максимальной
скорости.
Изменились используемые кабели и разъёмы. Для достижения
максимальных скоростей на максимальных расстояниях предусмотрено использование
оптики, пластмассовой — для длины до 50 метров, и стеклянной — для длины до 100 метров.
Несмотря на изменение разъёмов, стандарты остались
совместимы, что позволяет использовать переходники.
12 декабря 2007 года была представлена спецификация S3200 с
максимальной скоростью — 3,2 Гбит/с. Для обозначения данного режима
используется также название «beta mode» (схема кодирования 8B10B). Максимальная
длина кабеля может достигать 100 метров.
IEEE 1394.1
В 2004 году увидел свет стандарт IEEE 1394.1. Этот стандарт
был принят для возможности построения крупномасштабных сетей и резко
увеличивает количество подключаемых устройств до гигантского числа - 64 449.
IEEE 1394c
Появившийся в 2006 году стандарт 1394c позволяет использовать
кабель Cat 5e от Ethernet. Возможно использовать параллельно с Gigabit
Ethernet, то есть использовать две логические и друг от друга не зависящие сети
на одном кабеле. Максимальная заявленная длина — 100 м, Максимальная скорость соответствует S800 — 800 Мбит/с.
Стандарт или IEEE 1394b, передаёт данные со скоростью до 54
Мбайт/с в паре с внешним жёстким диском, легко обгоняя другие альтернативы. При
работе в качестве сетевого адаптера стандарт 1394b обеспечивает скорость
передачи до 400 Мбит/с, которая далеко превосходит Ethernet на 100 Мбит/с.
Стандарт FireWire не идеально подходит для сетевого трафика.
При использовании в качестве сетевого интерфейса FireWire имеет существенный
недостаток - необходима совместимость с многочисленными приложениями, а не
только передача сетевого трафика. Кроме того, IPv4 over 1394 вряд ли
оптимизирован под максимальную производительность. К тому же, реализация сети
под Windows не может похвастаться хорошей репутацией, в отличие от Unix/Linux.
2.3 SATA
SATA (англ. Serial ATA) — последовательный интерфейс обмена
данными с накопителями информации. SATA является развитием параллельного
интерфейса ATA (IDE).
SATA использует 7-контактный разъём (Рисунок 3) вместо
40-контактного разъёма у PATA. SATA-кабель имеет меньшую площадь, за счёт чего
уменьшается сопротивление воздуху, обдувающему комплектующие компьютера,
упрощается разводка проводов внутри системного блока.
SATA-кабель за счёт своей формы более устойчив к
многократному подключению. Питающий шнур SATA также разработан с учётом
многократных подключений. Разъём питания SATA подаёт 3 напряжения питания: +12
В, +5 В и +3,3 В; однако современные устройства могут работать без напряжения
+3,3 В, что даёт возможность использовать пассивный переходник со стандартного
разъёма питания IDE на SATA. Ряд SATA-устройств поставляется с двумя разъёмами
питания.
Стандарт SATA отказался от традиционного для PATA подключения
по два устройства на шлейф; каждому устройству полагается отдельный кабель, что
снимает проблему невозможности одновременной работы устройств, находящихся на
одном кабеле (и возникавших отсюда задержек), уменьшает возможные проблемы при
сборке (проблема конфликта Slave/Master устройств для SATA отсутствует),
устраняет возможность ошибок при использовании нетерминированных PATA-шлейфов.
Стандарт SATA поддерживает функцию очереди команд (NCQ,
начиная с SATA Revision 2.x). Стандарт SATA предусматривает горячую замену
активного устройства. Стоит отметить, что операционные системы младше Windows
Vista, а также Mac OS X и Linux 2-3 летней давности не поддерживают Advanced
Host Controller Interface (AHCI) без специальных драйверов. А именно AHCI
обеспечивает работу NCQ и горячего подключения. Интерфейс SATA имеет два канала
передачи данных, от контроллера к устройству и от устройства к контроллеру. Для
передачи сигнала используется технология LVDS, провода каждой пары являются
экранированными витыми парами.
2.3.1 SATA Revision 2.x
Стандарт SATA/300 работает на частоте 3 ГГц, обеспечивает
пропускную способность до 2,4 Гбит/с (300 МБ/с). Часто стандарт SATA/300
называют SATA II или SATA 2.0. Теоретически устройства SATA/150 и SATA/300
должны быть совместимы (как контроллер SATA/300 с устройством SATA/150, так и
контроллер SATA/150 с устройством SATA/300) за счёт поддержки согласования
скоростей (в меньшую сторону), однако для некоторых устройств и контроллеров
требуется ручное выставление режима работы.
2.3.2 SATA Revision 3.x
Два основных изменения, произошедших в третьем поколении
интерфейса, – это увеличенная до 6 Гб/с пропускная способность и расширенные
возможности NCQ.
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5 |