X 13 UI T Paměti, sběrnice

XX1313UIUITTPaměti, sběrnicePaměti, sběrnice

Lecture 4Lecture 4

Ing. Martin Molhanec, CSc.Ing. Martin Molhanec, CSc.

PamětiPaměti Slouží k uložení programů a dat.Slouží k uložení programů a dat. ParametryParametry

– KapacitaKapacita– RychlostRychlost– Možnost uchovávat data i při vypnutí počítačeMožnost uchovávat data i při vypnutí počítače

Operační paměťOperační paměť Hromadná paměťHromadná paměť

Velká rychlostVelká rychlostVolatilní (dočasná)Volatilní (dočasná)

Velká kapacitaVelká kapacitaNonvolatilní (trvalá)Nonvolatilní (trvalá)

Většinou je Většinou je polovodičovápolovodičová

Většinou je Většinou je magnetickámagnetická

Polovodičové pamětiPolovodičové paměti ROM – Read Only MemoryROM – Read Only Memory

Nelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé Nelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé uložení dat či programů. uložení dat či programů.

RWM – Read-Write MemoryRWM – Read-Write Memory

Může se do nich zapisovat. Slouží zejména Může se do nich zapisovat. Slouží zejména jako operační paměť počítače.jako operační paměť počítače.

??? RAM ?????? RAM ???

Polovodičové pamětiPolovodičové paměti ROM – Read Only MemoryROM – Read Only Memory

Nelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé Nelze do nich zapisovat. Slouží pro trvalé uložení dat či programů. uložení dat či programů.

RWM – Read-Write MemoryRWM – Read-Write Memory

Může se do nich zapisovat. Slouží zejména Může se do nich zapisovat. Slouží zejména jako operační paměť počítače.jako operační paměť počítače.

RAM – Random Access MemoryRAM – Random Access Memory

NesprávněNesprávně se vžilo jako označení pamětí RWM !!! se vžilo jako označení pamětí RWM !!!Důvod je historický, první RAM paměti byly RWM Důvod je historický, první RAM paměti byly RWM paměti.paměti.

ROMROM ROMROM – programují se maskou při výrobě, výhodné při – programují se maskou při výrobě, výhodné při

velkých seriích, uplatnění např. BIOS u starších počítačů.velkých seriích, uplatnění např. BIOS u starších počítačů.

Realizace buňky paměti ROM pomocí polovodičové diody

PROMPROM PROMPROM – Programmable ROM – programují se přepálení – Programmable ROM – programují se přepálení

pojistky diodypojistky diody na chipu, výhodné při menších seriích, na chipu, výhodné při menších seriích, uplatnění např. BIOS u starších počítačů.uplatnění např. BIOS u starších počítačů.

Realizace paměťové buňky PROM pomocí diody

EPROM, EEPROM, FLASHEPROM, EEPROM, FLASH EPROMEPROM – Erasable PROM – programují se – Erasable PROM – programují se nabytím kapacitynabytím kapacity, dají se mazat , dají se mazat

UV světlem, výhodné tam, kde se počítá se změnou dat.UV světlem, výhodné tam, kde se počítá se změnou dat. EEPROMEEPROM (E (E22PROM)– Electrically EPROM – programují se i mažou elektricky, PROM)– Electrically EPROM – programují se i mažou elektricky,

první verse nebyly vhodné pro použití přímo v počítačích – pomalé, vyšší první verse nebyly vhodné pro použití přímo v počítačích – pomalé, vyšší napětí, výhodné tam, kde se počítá se směnou dat.napětí, výhodné tam, kde se počítá se směnou dat.

FLASHFLASH – jedná se o novou generaci EEPROM, které je dovolují bez – jedná se o novou generaci EEPROM, které je dovolují bez problémů integrovat v počítači i jeho periferiích (LAN, CDROM, …). Snadná problémů integrovat v počítači i jeho periferiích (LAN, CDROM, …). Snadná změna dat, výhodné pro opravy a upgrade.změna dat, výhodné pro opravy a upgrade.

Realizace buňky paměti EEPROM pomocí tranzistoru MNOS

NVRAMNVRAM NV RAMNV RAM – Non Volatile RAM – Non Volatile RAM

Paměť podobná RAM, která si udrží data i po výpadku Paměť podobná RAM, která si udrží data i po výpadku napětí, existují různé principy:napětí, existují různé principy:– Feritová paměť (nejstarší, IBM), u prvních počítačů základ Feritová paměť (nejstarší, IBM), u prvních počítačů základ

operační pamětioperační paměti– (INTEL) speciální paměť, paralelně spojená paměť RAM a (INTEL) speciální paměť, paralelně spojená paměť RAM a

EEPROM, při výpadku napájení se obsah RAM přepíše do EEPROM, při výpadku napájení se obsah RAM přepíše do EEPROM, výhoda – velice rychlá paměťEEPROM, výhoda – velice rychlá paměť

– Dnes nejčastěji jako paměť FLASH, nevýhoda - pomalejší nežli Dnes nejčastěji jako paměť FLASH, nevýhoda - pomalejší nežli pravá SRAMpravá SRAM

– Další principy: MRAM (nagnetic RAM), Ovonic Unified Memory, Další principy: MRAM (nagnetic RAM), Ovonic Unified Memory, FeRAMFeRAM

Paměti RAMPaměti RAM

SRAMSRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cachecache, atp., atp.

SRAM – static RAMSRAM – static RAM

Realizace jedné buňky paměti SRAM v technologii TTL

Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji využity jako L2 a L3 cache.využity jako L2 a L3 cache.

SRAMSRAM Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji využity jako L2 a L3 Jako samostatné obvody jsou v PC nejčastěji využity jako L2 a L3

cache.cache.

Asynchronní SRAMAsynchronní SRAM– Není synchronní se systémovou sběrnicí, CPU musí čekatNení synchronní se systémovou sběrnicí, CPU musí čekat– 20, 15, 12 ns, 20, 15, 12 ns, <<66Mhz66Mhz

Synchronní SRAMSynchronní SRAM– Je synchronní se systémovou sběrnicí, max. 66MHzJe synchronní se systémovou sběrnicí, max. 66MHz– 12, 8.5 12, 8.5 nns, 66MHz, s, 66MHz, časování 2-1-1-1časování 2-1-1-1

PB SRAMPB SRAM (Pipelined Burst SRAM) (Pipelined Burst SRAM)– Zřetězená dávkováZřetězená dávková– 8.5 ns, až 133MHz, časování 3-1-1-18.5 ns, až 133MHz, časování 3-1-1-1

Pouzdra DILPouzdra DIL (Dual In Line) nebo jako malá speciální karta. (Dual In Line) nebo jako malá speciální karta.

TAG RAMTAG RAM – je součást cache, obsahuje další bity informace, která – je součást cache, obsahuje další bity informace, která je důležitá pro řízení cache.je důležitá pro řízení cache.

Paměti RAMPaměti RAM

SRAMSRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cachecache, atp., atp.

CMOS RAMCMOS RAM – je statická paměť vyrobená – je statická paměť vyrobená technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji po několik let stačí napájet z baterie. Proto se po několik let stačí napájet z baterie. Proto se používá jako RWM (trvalá paměť), například pro používá jako RWM (trvalá paměť), například pro uložení nastavení BIOS a RTC (uložení nastavení BIOS a RTC (Real Time ClockReal Time Clock).).

Paměti RAMPaměti RAM

SRAMSRAM – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na – Static RAM – Rychlá, ale drahá paměť na principu klopných obvodů. Proto se používá jako principu klopných obvodů. Proto se používá jako interní paměť v CPU a L1, L2, L3 interní paměť v CPU a L1, L2, L3 cachecache, atp., atp.

CMOS RAMCMOS RAM – je statická paměť vyrobená – je statická paměť vyrobená technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji technologií CMOS, která má nízký příkon. Proto ji po několik let stačí napájet z baterie. Proto se po několik let stačí napájet z baterie. Proto se používá jako RWM trvalá paměť, například pro používá jako RWM trvalá paměť, například pro uložení nastavení BIOS a RTC (uložení nastavení BIOS a RTC (Real Time ClockReal Time Clock).).

DRAMDRAM – – Dynamic RAMDynamic RAM – Pomalejší, ale jednodušší – Pomalejší, ale jednodušší (levná, větší kapacita) paměť na principu (levná, větší kapacita) paměť na principu kapacitkapacit. . Je nutné tzv. Je nutné tzv. refreshrefresh (obnova) dat v paměti. Proto (obnova) dat v paměti. Proto se používá jako hlavní operační paměť a paměť se používá jako hlavní operační paměť a paměť videokarty.videokarty.

DRAMDRAM Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na

video kartě.video kartě.

Realizace jedné buňky paměti DRAM v technologii TTL

DRAMDRAM Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na video kartě.Jsou v PC využity jako operační paměť nebo na video kartě.

Asynchronní (se sběrnicí CPU)Asynchronní (se sběrnicí CPU)– PMPM – – Page Mode Page Mode – 80 ns, nejstarší typ, časování 5-5-5-5– 80 ns, nejstarší typ, časování 5-5-5-5

Adresa se zadává na 2x, nejprve ROW a pak CASAdresa se zadává na 2x, nejprve ROW a pak CAS– FPMFPM – Fast PM – 70, 60 ns, 66Mhz, časování 5-3-3-3 – Fast PM – 70, 60 ns, 66Mhz, časování 5-3-3-3

Na stejné stránce se nezadává znovu RAWNa stejné stránce se nezadává znovu RAW– EDOEDO – Extended Data Output – 70, 60, 50 ns, 66Mhz, časování – Extended Data Output – 70, 60, 50 ns, 66Mhz, časování

5-2-2-25-2-2-2 Data jsou déle na výstupu, překrývání operacíData jsou déle na výstupu, překrývání operací

– BEDOBEDO – Burst EDO – časování 5-1-1-1, – Burst EDO – časování 5-1-1-1, >66Mhz, Intel >66Mhz, Intel nepodporujenepodporuje

Čte se vždy po 4 bytech, poslední 2 bity CAS se generují interněČte se vždy po 4 bytech, poslední 2 bity CAS se generují interně

PouzdraPouzdra– DILDIL – u nejstarších PC – u nejstarších PC– SIP SIP - - u nejstarších PCu nejstarších PC– Krátké SIMMKrátké SIMM, 8bit, 8088 až 80386, 8bit, 8088 až 80386– Dlouhé SIMMDlouhé SIMM, 32bit, 80386 až Pentia, 32bit, 80386 až Pentia

DRAMDRAM Synchronní (se sběrnicí CPU)Synchronní (se sběrnicí CPU)

čte se vždy několik dat za seboučte se vždy několik dat za sebou překrývání operací překrývání operací

– SDRAMSDRAM – Synchronní DRAM – – Synchronní DRAM – >100MHz, >100MHz, PC100, PC133, časování 5-1-PC100, PC133, časování 5-1-1-11-1

– RDRAMRDRAM – Rambus DRAM – speciální technologie (sériová), kterou – Rambus DRAM – speciální technologie (sériová), kterou koupil INTEL, ale nepovedlo se mu ji prosadit, jedná se drahé a rychlé koupil INTEL, ale nepovedlo se mu ji prosadit, jedná se drahé a rychlé paměti. Mezi jejich nevýhody patří také – zpoždění, teplota, paměti. Mezi jejich nevýhody patří také – zpoždění, teplota, technologická náročnosttechnologická náročnost

– DDR SDRAMDDR SDRAM – – Double Date RateDouble Date Rate SDRAM – paměti, které přijala SDRAM – paměti, které přijala konkurence fy INTEL, která je později také začala podporovat, přenášejí konkurence fy INTEL, která je později také začala podporovat, přenášejí data při vzestupné i sestupné hraně hodin sběrnice, tím se 2x zvětšil data při vzestupné i sestupné hraně hodin sběrnice, tím se 2x zvětšil jejich výkon. -jejich výkon. -> DDR200 a> DDR200 až ž DDR400DDR400

Jak se to počítá?Jak se to počítá?– FSB100 FSB100 → DDR200 → 2*8*100 → PC1600→ DDR200 → 2*8*100 → PC1600– FSB133 → DDR266 → 2*8*133 → PC2100FSB133 → DDR266 → 2*8*133 → PC2100– FSB166 → DDR333 → 2*8*166 → PC2700FSB166 → DDR333 → 2*8*166 → PC2700

PouzdraPouzdra– DIMMDIMM, 64bit, Pentia, 64bit, Pentia– RIMMRIMM, pro RDRAM, pro RDRAM

DIL(Dual In Line)

SIP(Single Inline Package)

Krátký SIMM(Single Inline Module) 30pin, 8bit

Dlouhý SIMM(Single Inline Module) 72pin, 32bit

DIMM(DUal Inline Module) 168pin, 64bit

Porovnání ve skutečné velikosti.Porovnání ve skutečné velikosti.

DIP

SIP

Krátký SIMM

DIMM

Porovnání ve skutečné velikosti.Porovnání ve skutečné velikosti.

DIMM

DlouhýSIMM

(EDO)

pamětipaměti BANK – udává počet pouzder, které jsou BANK – udává počet pouzder, které jsou

potřeba osadit pro danou šířku sběrnicepotřeba osadit pro danou šířku sběrnice

8bit8bit

80888088

16bit16bit

80868086802868028680386SX80386SX

32bit32bit

80386803868048680486

64bit64bit

PentiumPentium

Krátký Krátký SIMMSIMM(8bit)(8bit)

(1)(1) 22 44

Dlouhý Dlouhý SIMMSIMM(32bit)(32bit)

11 22

DIMMDIMM(64bit)(64bit)

11

DDR SDRAMDDR SDRAM((Double Data Rate SDRAMDouble Data Rate SDRAM))

Reakce na snahu fy INTEL o monopol nad Reakce na snahu fy INTEL o monopol nad pamětmi RDRAMpamětmi RDRAM

Navazují na paměti SDRAM, ale dovolují Navazují na paměti SDRAM, ale dovolují přístup do paměti při vzestupné i sestupné přístup do paměti při vzestupné i sestupné hraně hodin.hraně hodin.

Další rozvoj jsou paměti DDR2 SDRAM.Další rozvoj jsou paměti DDR2 SDRAM.

DDRDDR

DDRDDR

DDR2DDR2

DDR2DDR2

SDR, DDR, DDR2SDR, DDR, DDR2

Speciální pamětiSpeciální paměti Paměti pro video kartyPaměti pro video karty

– VRAM VRAM – Video RAM – označuje speciální – Video RAM – označuje speciální dvouportovoudvouportovou paměť, paměť, která umožňuje současný přístup do paměti, jak pro CPU, tak která umožňuje současný přístup do paměti, jak pro CPU, tak pro grafický řadič (procesor).pro grafický řadič (procesor).

– SGRAMSGRAM – Synchronní – Synchronní Graphic Graphic RAM – označení pro paměti RAM – označení pro paměti SDRAM, které se používali jako paměť videokarty.SDRAM, které se používali jako paměť videokarty.Speciální funkce: bit masking, fill write.Speciální funkce: bit masking, fill write.

Současné video karty mají video paměť s grafickým Současné video karty mají video paměť s grafickým procesorem propojeny obvykle speciální širokou sběrnicí procesorem propojeny obvykle speciální širokou sběrnicí (až 256bitů).(až 256bitů).

SběrniceSběrnice Sběrnice propojuje jednotlivé části PC.Sběrnice propojuje jednotlivé části PC.

Systémová – umožňuje připojovat k základní Systémová – umožňuje připojovat k základní desce (MB – desce (MB – Mother BoardMother Board) periferní karty.) periferní karty.

Speciální sběrniceSpeciální sběrnice– Pro paměť, video (AGP), …Pro paměť, video (AGP), …– FSB (Front Side Bus) pro CPUFSB (Front Side Bus) pro CPU– BSB (Back Side Bus) pro cacheBSB (Back Side Bus) pro cache

Dle šířky datDle šířky dat– Paralelní – více bitováParalelní – více bitová– Sériová - jednobitováSériová - jednobitová

sběrnicesběrnice (XT)(XT)

– IBM, pro 8088, IBM PC XTIBM, pro 8088, IBM PC XT– 8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon– 3x DMA, 6x IRQ3x DMA, 6x IRQ– Má rychlost CPUMá rychlost CPU

ISA (AT)ISA (AT)– 1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT– 16bit, 8.3MHz, 16MB výkon16bit, 8.3MHz, 16MB výkon– Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený

konektor XT.konektor XT.– Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost

CPU a sběrnice.CPU a sběrnice.– 6x DMA, 11x IRQ6x DMA, 11x IRQ– V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA

((Industrial Standard ArchitectureIndustrial Standard Architecture))

XT BusXT Bus8bit data20 bit adresaIRQ, DMA+5V, +12V, -12V

XT BusXT Bus8bit data20 bit adresaIRQ, DMA+5V, +12V, -12V

XT busXT bus

sběrnicesběrnice (XT)(XT)

– IBM, pro 8088, IBM PC XTIBM, pro 8088, IBM PC XT– 8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon8bit, 8.3Mhz, 8MB výkon– 3x DMA, 6x IRQ3x DMA, 6x IRQ– Má rychlost CPUMá rychlost CPU

ISA (AT)ISA (AT)– 1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT1984, IBM, pro 80268, IBM PC AT– 16bit, 8.3MHz, 16MB výkon16bit, 8.3MHz, 16MB výkon– Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený Je zpětně kompatibilní s XT, jedná se vlastně o rozšířený

konektor XT.konektor XT.– Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost Má rychlost CPU, později fa COMPAQ oddělila rychlost

CPU a sběrnice.CPU a sběrnice.– 6x DMA, 11x IRQ6x DMA, 11x IRQ– V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA V roce 1988 standardizována jako sběrnice ISA

((Industrial Standard ArchitectureIndustrial Standard Architecture))

ISA (AT bus)ISA (AT bus)

16bit data24 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

ISA (AT bus)ISA (AT bus)

16bit data24 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

ISA (AT bus)ISA (AT bus)

16bit data24 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

ISA (AT bus)ISA (AT bus)

16bit data24 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

ISA (AT) busISA (AT) bus

sběrnicesběrnice MCA (MCA (MicroMicro ChannelChannel ArchitectureArchitecture))

– 1987, IBM, pro IBM PC PS/2, pro 803861987, IBM, pro IBM PC PS/2, pro 80386– 32bit, 10MHz, 40MB32bit, 10MHz, 40MB– Fa IBM se snažila ovlivnit další vývoj PC tím, že Fa IBM se snažila ovlivnit další vývoj PC tím, že

se snažila prosadit svojí novou sběrnici, která se snažila prosadit svojí novou sběrnici, která byla ochráněna patenty (5byla ochráněna patenty (5%%). Proto byla drahá!). Proto byla drahá!

– Používala se pouze u počítačů IBM, pro servery Používala se pouze u počítačů IBM, pro servery a výkonné stanice.a výkonné stanice.

– Není kompatibilní s ISA, jiný konektor.Není kompatibilní s ISA, jiný konektor.– Bus Bus MMasteringastering, sdílení IRQ, PnP., sdílení IRQ, PnP.– Ostatní výrobci tuto sběrnici nepřijali a navrhli Ostatní výrobci tuto sběrnici nepřijali a navrhli

svoje vlastní řešení.svoje vlastní řešení.

MCA busMCA bus32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

sběrnicesběrnice

EISA (EISA (Extended Extended ISA)ISA)– 1989, COMPAQ a další výrobci, pro 803861989, COMPAQ a další výrobci, pro 80386– 32bit, 8.3Mhz, 32MB výkon32bit, 8.3Mhz, 32MB výkon– Je odpovědí společenství výrobců na MCA od fy Je odpovědí společenství výrobců na MCA od fy

IBM.IBM.– Vzhledem ke své výkonnosti se používala pro Vzhledem ke své výkonnosti se používala pro

servery a výkonné stanice.servery a výkonné stanice.– Je zpětně kompatibilní s ISA, díky svému Je zpětně kompatibilní s ISA, díky svému

dvoupatrovému konektoru.dvoupatrovému konektoru.– Bus Mastering, sdílení IRQ, PnP.Bus Mastering, sdílení IRQ, PnP.

EISA busEISA bus32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

EISA busEISA bus32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

EISA bus – detail konektoruEISA bus – detail konektoru

sběrnicesběrnice VESA (VLB – VESA VESA (VLB – VESA LocalLocal Bus) Bus)

– 1992, organizace VESA, pro grafické karty, 1992, organizace VESA, pro grafické karty, později i HDpozději i HD

– 32bit, 33MHz (25 až 50), 127MB výkon32bit, 33MHz (25 až 50), 127MB výkon– Tuto sběrnici vytvořila organizace VESA za Tuto sběrnici vytvořila organizace VESA za

účelem urychlení grafiky a později i připojení účelem urychlení grafiky a později i připojení HD.HD.

– Byla levná a jednoduchá, šlo vlastně o Byla levná a jednoduchá, šlo vlastně o prodloužení sběrnice CPU 80486, měla jeho prodloužení sběrnice CPU 80486, měla jeho rychlost.rychlost.

– Byla Byla kompatibilníkompatibilní s ISA, šlo vlastně o její s ISA, šlo vlastně o její prodlouženíprodloužení..

– Při větší zátěži (více karet) klesá její frekvence.Při větší zátěži (více karet) klesá její frekvence.

VESA busVESA bus32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

VESA busVESA bus

32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

VESA busVESA bus

32bit data32 bit adresaIRQ, DMA+5V+12V, -12V

VESA busVESA bus

sběrnicesběrnice PCIPCI

– 1993, INTEL, pro Pentium1993, INTEL, pro Pentium– 32bit, 33MHz, 127MB (V 1.0)32bit, 33MHz, 127MB (V 1.0)– PCI je úplně nová a výkonná sběrnice. Svoji konkurentku PCI je úplně nová a výkonná sběrnice. Svoji konkurentku

VESA brzy porazila.VESA brzy porazila.– Není kompatibilní s ISA, úplně jiný konektor.Není kompatibilní s ISA, úplně jiný konektor.– Určená nejen pro PC, ale i pro Mac, Power, Alpha CPU.Určená nejen pro PC, ale i pro Mac, Power, Alpha CPU.– Bus Bus MasteringMastering, sdílení IRQ, PnP., sdílení IRQ, PnP.– Burst Mode – přenášení paketů dat.Burst Mode – přenášení paketů dat.– Synchronní i asynchronní režim.Synchronní i asynchronní režim.– Mezi CPU a PCI je tzv. Mezi CPU a PCI je tzv. bridgebridge, který je odděluje. Ten je , který je odděluje. Ten je

tvořen tzv. tvořen tzv. chipsetemchipsetem, který plní i další funkce – např. , který plní i další funkce – např. připojení IDE HD.připojení IDE HD.

– Verze Verze 2.22.2 rozšiřuje standard PCI o další specifikace: rozšiřuje standard PCI o další specifikace: 64bit a 66MHz 64bit a 66MHz 508MB. Využívá se v serverech nebo 508MB. Využívá se v serverech nebo řídících systémech.řídících systémech.

PCI busPCI bus32-64 bit data32-36 bit adresaIRQ, DMA+5V+3.3V

PCI busPCI bus32-64 bit data32-36 bit adresaIRQ, DMA+5V+3.3V

PCI busPCI bus32-64 bit data32-36 bit adresaIRQ, DMA+5V+3.3V

PCI busPCI bus

PCIPCI

PCI universal adapterPCI universal adapter

rokrok DataData RychlostRychlost VýkonVýkon poznámkapoznámka

XTXT 88 44 88 IBM pro první PCIBM pro první PC

ATAT(ISA)(ISA)

19841984(1988)(1988)

1616 88 1616 IBM pro ATIBM pro AT

Různé pokusy o tzv. lokální bus (COMPAQ, INTEL, ..)Různé pokusy o tzv. lokální bus (COMPAQ, INTEL, ..)

MCAMCA 19871987 3232 1010 4040 IBM pro PS/2IBM pro PS/2

EISAEISA 19891989 3232 88 3232 Výrobci klonů pro 80386Výrobci klonů pro 80386

VESAVESA(VLB)(VLB)

19921992 3232 3333 127127 Org. VESA pro grafku a HDOrg. VESA pro grafku a HD

PCIPCI1.01.0

19931993 3232 3333 127127 INTEL pro PentiumINTEL pro Pentium

PCIPCI2.22.2

6464 6666 508508

Slepá ulička PCISlepá ulička PCI PCI-XPCI-X

– Pokračuje v tradici PCI, dnes v 2.0Pokračuje v tradici PCI, dnes v 2.0– 64bit, 133Mhz 64bit, 133Mhz 1GB výkon 1GB výkon– Zpětně kompatibilní s PCI (64bit/66MHz)Zpětně kompatibilní s PCI (64bit/66MHz)– Vylepšené protokoly pro větší výkonVylepšené protokoly pro větší výkon– Určená pro serveryUrčená pro servery– Dočasné řešeníDočasné řešení

PCI-XPCI-X

PCI-XPCI-X

Budoucnost PCIBudoucnost PCI PCI ExpressPCI Express

(starší název 3GIO – (starší název 3GIO – Third Generation Third Generation Input OutputInput Output))– Sériová sběrnice 2.5 až 10 Gb/s Sériová sběrnice 2.5 až 10 Gb/s 200MB až 200MB až

800MB výkon (musí se dělit 12!)800MB výkon (musí se dělit 12!)– Lze složit 1 až 32 kanálů Lze složit 1 až 32 kanálů 6.6GB až 26GB 6.6GB až 26GB

výkonvýkon– Vrstevný protokol, nejvyšší vrstva je Vrstevný protokol, nejvyšší vrstva je

kompatibilní s PCI včetně PnPkompatibilní s PCI včetně PnP– Nahradí i rozhraní AGP pro grafické karty!Nahradí i rozhraní AGP pro grafické karty!

PCI ExpressPCI Express

PCI ExpressPCI Express

PCI ExpressPCI Express

PCI ExpressPCI Express

PCI ExpressPCI Express

Další sběrniceDalší sběrnice

AGPAGP– Není vlastně sběrnice, jedná se spíše o Není vlastně sběrnice, jedná se spíše o

port, je určená pro grafiku.port, je určená pro grafiku.

IDE, ATA, SATA, SCSI, atp.IDE, ATA, SATA, SCSI, atp.– Sběrnice pro připojení disků budeme Sběrnice pro připojení disků budeme

brát na jiné přednášce.brát na jiné přednášce.

Sériová sběrniceSériová sběrnice Už pro první IBM PCUž pro první IBM PC Standard RS 232, V.24Standard RS 232, V.24 25 nebo 9 pin konektory CANON25 nebo 9 pin konektory CANON UART 8250 (komp. 8251)UART 8250 (komp. 8251) Později UART 16550 (2x 16bit buffer, rychlost až Později UART 16550 (2x 16bit buffer, rychlost až

115kb/s)115kb/s) Standardní PC mělo dvě sériová rozhraní COM1 a Standardní PC mělo dvě sériová rozhraní COM1 a

COM2, v MS DOS podpora až 4 portů.COM2, v MS DOS podpora až 4 portů. Hlavní účelHlavní účel

– Připojení myšiPřipojení myši– Propojování počítačů mezi sebou (pro přenos souborů)Propojování počítačů mezi sebou (pro přenos souborů)– Připojení externího modemuPřipojení externího modemu– Připojení sériové tiskárny (málo obvyklé)Připojení sériové tiskárny (málo obvyklé)

Paralelní sběrniceParalelní sběrnice Už první IBM PCUž první IBM PC Standard CENTRONIX, 1976Standard CENTRONIX, 1976 Osazení jedním konektorem CENTRONIXOsazení jedním konektorem CENTRONIXCANONCANON V MS DOS podpora 2 tiskáren LPT1 a LPT2.V MS DOS podpora 2 tiskáren LPT1 a LPT2. Hlavní využitíHlavní využití

– Připojení tiskárnyPřipojení tiskárny– Přenos souborů (Laplink)Přenos souborů (Laplink)– Připojení ZIP, atp.Připojení ZIP, atp.

Postupné vylepšování, protože původní řešení Postupné vylepšování, protože původní řešení umožňovalo pouze jednosměrný tok dat (z PC do umožňovalo pouze jednosměrný tok dat (z PC do tiskárny) a nízkou rychlostí.tiskárny) a nízkou rychlostí.

Paralelní sběrniceParalelní sběrnice SPP – Standard Parallel PortSPP – Standard Parallel Port

– Centronix mode (Compatibility, Normal, Standard), 8 bit Centronix mode (Compatibility, Normal, Standard), 8 bit data out, 100 až 200kBdata out, 100 až 200kB

– Nibble mode, 8 bit data out, 4 in (control), 100 až 200kB Nibble mode, 8 bit data out, 4 in (control), 100 až 200kB out, 50kB in, umí využít Laplinkout, 50kB in, umí využít Laplink

– Byte mode (Bi-Directial), 8 in, 8 out, 80 až 300kB, umí Byte mode (Bi-Directial), 8 in, 8 out, 80 až 300kB, umí jen IBM PS/2 s MCAjen IBM PS/2 s MCA

EPP – Enhanced Parallel PortEPP – Enhanced Parallel Port– 1991, INTEL, Xircom, Zenith1991, INTEL, Xircom, Zenith– Obousměrný, 500kB až 2MBObousměrný, 500kB až 2MB– Pro LAN, CD-ROM, …Pro LAN, CD-ROM, …

ECP – Extended Capabilities PortECP – Extended Capabilities Port– 1994, HP, Microsoft, pro laserové tiskárny, ZIP, atp.1994, HP, Microsoft, pro laserové tiskárny, ZIP, atp.– Obousměrný, >2MB, umí využít DMAObousměrný, >2MB, umí využít DMA– Přijat jako standard IEEE 1284Přijat jako standard IEEE 1284

Sériové a paralelní konektorySériové a paralelní konektorySériový 25 a 9 konektor.

Paralelní a game port.

CENTRONICSCENTRONICS

LAPLINKLAPLINK

PCMCIAPCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association, 1989)(Personal Computer Memory Card International Association, 1989)

Standard původně určený pro rozšíření Standard původně určený pro rozšíření paměťové kapacity kapesních počítačů.paměťové kapacity kapesních počítačů.

Umožňuje připojování periferií za chodu.Umožňuje připojování periferií za chodu. Definuje fyzické i logické připojení.Definuje fyzické i logické připojení. Speciální konektor 68 pin.Speciální konektor 68 pin. VerzeVerze

– 1.01.0, 1990, jen paměťové karty, 1990, jen paměťové karty– 2.02.0 1991 1991

různé periferie (paměť, Fax, LAN, HDD. Modem, …)různé periferie (paměť, Fax, LAN, HDD. Modem, …) XIP (eXecute In Place)XIP (eXecute In Place) 16 bit, 3.3V16 bit, 3.3V Několik typů karet I. až III.Několik typů karet I. až III.

PCMCIAPCMCIA(Personal Computer Memory Card International Association, 1989)(Personal Computer Memory Card International Association, 1989)

Typy karetTypy karet– TYP ITYP I 3.33.3 mm (RAM,…)mm (RAM,…)– TYP IITYP II 5.0 mm (Fax, LAN, …)5.0 mm (Fax, LAN, …)– TYP IIITYP III 10.5 mm (HDD, …) 199210.5 mm (HDD, …) 1992

PC CARD Standard 95 (1995)PC CARD Standard 95 (1995)– 32 bit/33MHz, 32 bit/33MHz, ~~ PCI PCI– Bus Mastering, PnP, multifunkční kartyBus Mastering, PnP, multifunkční karty– Vrstevný protokolVrstevný protokol

Card Services – nižší vrstvaCard Services – nižší vrstva Socket Services – vyšší vrstvaSocket Services – vyšší vrstva

– PCMCIA ATA – rozhraní připojení HDDPCMCIA ATA – rozhraní připojení HDD

PCMCIAPCMCIA

PCMCIAPCMCIA

PCMCIAPCMCIA

PCMCIAPCMCIA

PCMCIAPCMCIA

Dnes částečně zaniká nahrazovánaDnes částečně zaniká nahrazována– USBUSB– Sloty pro paměťové kartySloty pro paměťové karty

Návrh nového standardu: Návrh nového standardu: ExpressCardExpressCard– Kompatibilní s PCI ExpressKompatibilní s PCI Express– Kompatibilní s USB2Kompatibilní s USB2– Řídící sběrnice SMBusŘídící sběrnice SMBus– Není zpětně kompatibilníNení zpětně kompatibilní– Schválen 2003, první výrobky konec 2004!?Schválen 2003, první výrobky konec 2004!?

USBUSB(Universal Serial Bus)(Universal Serial Bus)

1996, Microsoft, Intel1996, Microsoft, Intel Účelem bylo nahradit různorodé připojení vnějších periferií – Účelem bylo nahradit různorodé připojení vnějších periferií –

klávesnice, monitor, myš, sériové a paralelní rozhraní.klávesnice, monitor, myš, sériové a paralelní rozhraní. Jedná se o sériové rozhraní, umožňuje připojit až 127 Jedná se o sériové rozhraní, umožňuje připojit až 127

periferií, větvení pomocí HUB.periferií, větvení pomocí HUB. Připojování za chodu, PnP, obsahuje i napájecí vodiče, Připojování za chodu, PnP, obsahuje i napájecí vodiče,

power management.power management. VerzeVerze

– 1.11.1 Rychlost 1.5 a 12 Mb/s, monitor, klávesnice, myš, Rychlost 1.5 a 12 Mb/s, monitor, klávesnice, myš, zvukové kartyzvukové karty

– 2.02.0 Rychlost až 480 Mb/s, tiskárny, scannery, HDD, Rychlost až 480 Mb/s, tiskárny, scannery, HDD, zvukové karty, videozvukové karty, video

Po počátečních rozpacích rychlá expanze. Zejména od Po počátečních rozpacích rychlá expanze. Zejména od verze 2.0!!!verze 2.0!!!

Windows 2000, XP – výborná podporaWindows 2000, XP – výborná podpora

USBUSB

USBUSB

USB konektoryUSB konektory

USB kabelUSB kabel

USB prodlužkaUSB prodlužka

USB kartaUSB karta

USB zvukovkaUSB zvukovka

USB hubUSB hub

USB flash diskUSB flash disk

USB to serialUSB to serial

USB to parallelUSB to parallel

USB LaplinkUSB Laplink

FirewireFirewire

Rozhraní určené speciálně pro připojení Rozhraní určené speciálně pro připojení multimedií – digitální video, digitální fotomultimedií – digitální video, digitální foto

Fy Apple, Philips, Sony (iLink)Fy Apple, Philips, Sony (iLink) Připojování za chodu, PnPPřipojování za chodu, PnP Sériové rozhraní, 63 periferiíSériové rozhraní, 63 periferií VerzeVerze

– IEEE 1394IEEE 1394, v roce 1995, v roce 1995 50 až 400MB/s50 až 400MB/s

– IEEE 1394bIEEE 1394b, v roce 2001, v roce 2001 800 až 1600MB/s800 až 1600MB/s

Firewire - konektoryFirewire - konektory