5591 и 5592

Эти наборы состоят из микросхем 5591 или 5592 North Bridge (553-контактный корпус BGA) и SiS5595 South Bridge (208-контактный корпус PQFP). Набор SiS5591 предназначен для системных плат формфактора ATX, а SiS5592 - для плат NLX.

Микросхемы 5591/5592 North Bridge включают в себя мост host-to-PCI, контроллер кэш-памяти второго уровня, контроллер DRAM, интерфейс AGP, а также контроллер PCI IDE. Микросхема S1S5595 South Bridge содержит, в свою очередь, мост PCI-ISA, модуль управления питанием ACPI/APM, интерфейс USB, а также интерфейс шины ISA, включающий в себя контроллер шины ISA, контроллеры DMA, контроллеры прерывания и таймеры. Также интегрирован контроллер клавиатуры и RTC.

Микросхемы 5591/5592 North Bridge поддерживают частоту шины процессора до 75 МГц, а также кэш-память второго уровня объемом 1 Мбайт, что позволяет кэшировать до 256 Мбайт оперативной памяти. Максимальный объем кэшируемой памяти определяется соотношением объема кэш-памяти и числа используемых разрядов тега. Наиболее распространенными размерами кэша являются 512 Кбайт и 1 Мбайт. Использование кэш-памяти второго уровня объемом 512 Кбайт и семь разрядов тега позволяет кэшировать только 64 Мбайт памяти. При использовании восьми разрядов тега, объем кэшируемой памяти увеличивается до 128 Мбайт. Встроенная кэш-память объемом 1 Мбайт позволяет удвоить диапазон кэшируемой памяти до 256 Мбайт.

В целом может быть создано до трех банков памяти общим объемом 256 Мбайт. Для повышения надежности выполнения ответственных прикладных программ и приложений файл-серверов реализована поддержка коррекции ошибок и контроля четности памяти. Схема синхронизация памяти FPM имеет вид x-3-3-3, памяти EDO - x-2-2-2, памяти SDRAM - x-1-1-1.

Реализована поддержка спецификации PCI версии 2.1 до частоты 33 МГц, а также AGP спецификации 1.0 в 1х и 2x режимах. Отдельная микросхема 5595 South Bridge содержит интерфейс двухканального Ultra-DMA/33 и поддержку шины USB.

Локальные шины

Шины ISA, МСA и EISA имеют один общий недостаток - сравнительно низкое быстродействие. Это ограничение существовало еще во времена первых PC, в которых шина ввода-вывода работала с той же скоростью, что и шина процессора. Быстродействие шины процессора возрастало, а характеристики шин ввода-вывода улучшались в основном за счет увеличения их разрядности. Ограничивать быстродействие шин приходилось потому, что большинство произведенных плат адаптеров не могли работать при повышенных скоростях обмена данными.

На представленном ниже рисунке в общем виде показано, как шины в обычном компьютере используются для подключения устройств.

Шина процессора (быстродействующая)

Встроенноем

н .Шина ввода-вывода

устройствоЫ---»-

ввода-выводаI (низкоскоростная)

Процессор

Шина процессора (быстродействующая)

Ввод-вывод с помощью разъемов

Встроенное устройство ввода-вывода

Шина ввода-вывода) (низкоскоростная)

Шина памяти (быстродействующая)

Шина ввода-вывода (низкоскоростная)

Ввод-вывод с помощью разъемов

Шина памяти (быстродействующая)

Память

Память

Использование шин для подключения устройств в обычном компьютере

Работа локальной шины

Некоторым пользователям не дает покоя мысль о том, что компьютер работает медленнее, чем может. Однако быстродействие шины ввода-вывода в большинстве случаев не играет роли. Например, при работе с клавиатурой или мышью высокое быстродействие не требуется, поскольку в этой ситуации производительность компьютера определяется самим пользователем. Оно действительно необходимо только в подсистемах, где важна высокая скорость обмена данными, например в видеоконтроллерах и контроллерах дисковых накопителей.

Проблема, связанная с быстродействием шины, стала актуальной в связи с распространением графических пользовательских интерфейсов (например, Windows). Ими обрабатываются такие большие массивы данных, что шина ввода-вывода становится самым узким местом системы. В конечном счете процессор с тактовой частотой, например, 66 или 450 МГц оказывается совершенно бесполезным, поскольку данные по шине ввода-вывода передаются в несколько раз медленнее (тактовая частота около 8 МГц).

Очевидное решение состоит в том, чтобы часть операций по обмену данными осуществлялась не через разъемы шины ввода-вывода, а через дополнительные быстродействующие разъемы. Наилучший подход к решению этой проблемы - расположить дополнительные разъемы ввода-вывода на самой быстродействующей шине, т. е. на шине процессора (это напоминает подключение внешней кэш-памяти).

Такая конструкция получила название локальной шины (Local Bus), поскольку внешние устройства (платы адаптеров) теперь имеют доступ к шине процессора (ближайшей к нему шине). Конечно, разъемы локальной шины должны отличаться от слотов шины ввода-вывода, чтобы в них нельзя было вставить платы "медленных" адаптеров.

Интересно, что первые 8- и 16-разрядные шины ISA имели архитектуру локальных шин. В этих системах в качестве основной использовалась шина процессора и все устройства работали со скоростью процессора. Когда тактовая частота в системах ISA превысила 8 МГц, основная шина компьютера отделилась от шины процессора, которая уже не могла выполнять эти функции. Появившийся в 1992 году расширенный вариант шины ISA, который назывался VESA Local Bus (или VL-Bus), ознаменовал возврат к архитектуре локальных шин.

В современном настольном компьютере обычно имеются разъемы PCI и AGP.

Применение шаблона таблицы конфигурации

Шаблон таблицы конфигурации компьютера очень прост и удобен. Вначале в него следует внести данные о тех ресурсах, которые используются каждым компонентом компьютера. Если вы захотите внести в систему какие-либо изменения или установить новый адаптер, то сможете предотвратить возникновение конфликтов.

Лучше использовать шаблон таблицы, состоящий из трех разделов: "Системные прерывания", "Устройства, не использующие прерываний" и "Каналы DMA". В каждом разделе слева следует перечислить каналы IRQ и DMA, а справа - адреса портов ввода-вывода для установленных компонентов. Таким образом вы сможете получить четкое представление о том, какие ресурсы в вашей системе используются, а какие доступны.

Ниже приведен шаблон таблицы конфигурации, над структурой которого мы работали долгие годы, а теперь используем его практически каждый день. Данный тип конфигурации построен на основе имеющихся ресурсов компьютера, а не на основе его компонентов. Каждая строка таблицы соответствует одному ресурсу, напротив которого представлен список адресов для его использования. В шаблоне указаны все компоненты, использование определенных ресурсов для которых фиксировано и не может быть изменено.

Для создания подобного шаблона выполните описанные ниже действия.

1.Определите ресурсы, использование которых закреплено за конкретными встроенными компонентами компьютера - последовательными и параллельными портами, контроллерами дисковых накопителей и видеоадаптерами.

2.Укажите ресурсы, которые используются дополнительными компонентами системы, например адаптером SCSI, звуковой, сетевой и другими специальными платами.

3.Определите ресурсы, при использовании которых могут возникать конфликты между различными компонентами компьютера. Постарайтесь сохранить за встроенными устройствами (а также за звуковой платой) предназначенные для них ресурсы. Использование ресурсов другими компонентами можно изменить, но не забудьте сделать соответствующие записи об этом.

Шаблон таблицы конфигурации, конечно, лучше всего составлять до размещения в компьютере новых устройств. Сохраните созданный шаблон. Когда вы решите добавить в компьютер какое-либо устройство, он послужит вам полезным руководством для определения способа конфигурации любого нового устройства.

Замечание

Благодаря использованию конфигурации Plug and Play (PnP) времена фиксированных прерываний и других аппаратных ресурсов уходят в прошлое. Не удивляйтесь тому, что при установке новой платы система изменит существующие прерывания, адрес порта ввода-вывода или параметры DMA. Именно поэтому и рекомендуется записывать установочные параметры до и после установки нового устройства.

Кроме того, можно отследить, какие разъемы PCI используются той или иной платой, так как система способна преобразовывать прерывания PCI в зависимости от существующих прерываний ISA. Более того, некоторые системы соединяют попарно разъемы PCI, назначая платам, установленным в парные разъемы, одни и те же прерывания ISA.

Как видно из приведенного ранее шаблона, после установки всех компонентов компьютера свободными остались только два канала IRQ и два канала DMA. Как видите, ограниченное число прерываний представляет проблему в большинстве современных систем.

В данном примере в системную плату были встроены следующие устройства:

первичные и вторичные разъемы IDE;

контроллер гибких дисков;

два последовательных порта;

один параллельный порт.

Не имеет значения, встроены эти устройства непосредственно в системную плату или подключены к ней через дополнительные платы, поскольку потребление ресурсов сохраняется неизменным. Для данных устройств характерно стандартное распределение ресурсов, которое отражается в конфигурации компьютера. Затем устанавливаются дополнительные служебные платы. В данном примере были установлены:

видеоадаптер SVGA (ATI Mach 64);

звуковая плата (Creative Sound Blaster 16);

адаптер SCSI (Adaptec AHA-1542CF);

сетевая плата (SMC EtherEZ).

Устанавливая эти платы, придерживайтесь такой последовательности. Начните с видеоадаптера, а затем установите звуковую плату. Очень часто возникают проблемы с программным обеспечением, использующим звуковую плату. Поэтому установите ее в первую очередь, чтобы обеспечить стандартное потребление ресурсов.

Таблица системных ресурсов

Модель компьютера и фирма-изготовитель:

Серийный номер:

Дата последнего изменения:

Системные прерывания (IRQ):

Адреса портов ввода-вывода:

0 - Системный таймер

040-04B

060 & 064

0A0-0A1

070-071

1- Контроллер клавиатуры

2- Второй контроллер прерываний

8 - Часы/СМОБ-память

10-

11-

12-

13

14

15

3 4 5 6 7

Сопроцессор

0F0

Устройства, не использующие прерываний:

Адреса портов ввода-вывода:

Стандартные порты Mono/EGA/VGA

Стандартные порты EGA/VGA

Стандартные порты CGA/EGA/VGA

3B0-3BB

3C0-3CF

3D0-3DF

Каналы DMA:

0 1 2 3

4 5 6 7

Каскад каналов DMA 0-3