Međusobno povezivanje komponeneti

1.

Međusobno povezivanje komponeneti

2.

Sastav računarskog sistema
• Sve komponente su urađene u VLSI tehnologiji (milioni
tranzistora po čipu)
• Većina komponenata se realizuje u vidu čipova (CPU,
RAM...)
• Da bi komponente radile kao celina, potrebno je
obezbediti:
– metod na koji CPU s njima komunicira
– softver koji upravlja njihovim radom i zadaje im instrukcije
– električnu struju koja ih pokreće.

3.

Sastav računarskog sistema
• Obezbeđeno matičnom pločom. Matična ploča je
štampana ploča - sastoji se od naizmeničnih provodnih i
izolacionih slojeva, i obezbeđuje električnu vezu između
komponenti koje se na njoj nalaze.

4.

Matične ploče
• Mehanička osnova na kojoj su raspoređene ostale
komponente računara
• Projektovana za specifične procesore
• Obezbeđuje tačan format i broj podataka i
adresnih/upravljačkih linija ka proceosru
• Kontroliše kojom brzinom ostale komponente računara
mogu da rade

5.

Matične ploče
• Komponente koje se nalaze na matičnoj ploči služe za:
– 1. procesiranje – CPU i čipset,
– 2. privremeno pamćenje – RAM i keš,
– 3. komunikaciju sa ostalim uređajima - linije za prenošenje
signala (bus), ekspanzioni
– slotovi i sistemski časovnik,
– 4. električni sistem - utičnice za napajanje,
– 5. programiranje i setovanje- flash ROM i CMOS setup čip.

6.

Matične ploče

7.

Soket
• Konekcija između procesora i matične ploče (ukoliko se
čipovi mogu menjati), slučaj kod većine modernih
procesora.
• Kod starijih procesora se koristio i SECC (Single Edge
Cartridge Connector)
• Moderni procesori imaju mnogo konektora, pa se pinovi
organizuju u matricu - PGA

8.

Soket

9.

SECC

10.

Čipset matične ploče
• Kontroleri koji upravljaju pojedinim komponentama
organizovani su u čipset.
• Nastao kao organizaciono rešenje (balansira
komponente)
• Prvi čipset napravila kompanija Chips and Technologies.
1986. godine.

11.

Čipset
82284 generator takta
82288 bus kontroler
8254 sistemski tajmer
8259 kontroler prekida (x2)
8237 DMA kontoler (x2)
MC146818 časovnik

12.

Struktura sistemske magistrale
• Konponente unutar računara treba međusobno da
komuniciraju, što je postognuto magistralom ili busom.

13.

Struktura sistemske magistrale
• Magistralu je potrebno kontrolisati:
– centralizovano - jedan hardverski uređaj kontroliše
korišćenje magistrale svih ostalih
– distribuirano - svaki modul sadrži logiku kojom prostupa
magistrali
• Sastoji se od velikog broja zasebnih vodova (nekoliko
stotina)
• Serijske i paralelne

14.

Magistrala podataka
• Korsti se za prenos podataka (CPU, RAM, U-I uređaji)
• Širina magistrale ne mora biti jednaka širini procesorske
reči!
• Nivo transfera magistrale
T=f*D
f frekvencija rada magistrale
D širina magistrale

15.

Adresna magistrala
• Prenosi adrese (recimo od CPU do adresnog registra
nekog U-I uređaja)
• Adresa najčešće ima 2 segmenta - bitovi na višoj poziciji
definišu na koji se uređaj adresa šalje, bitovi na nižoj
poziciji definišu konkretnu adresu u tom uređaju

16.

Kontrolna magistrala
• Šalju se kontrolni podaci (recimo instrukcija za upisivanje
ka kontroloru RAM)
• Kad se procesor želi da pošalje podatak magistralom
podataka, istovremeno se adresnom magistralom šalje
adresa komponente ili memorijske lokacije kojoj je
podatak upućen, a kontrolnom magistralom signal
(komanda) za upis.

17.

Višestruke magistrale
• U početku jedinstvena magistrala, radila istom brzinom
kao i procesor
• Procesori se ubrzano razvijali, postali jako brzi
• Rešenje, više magistrala različitih brzina ka različitim
uređajima, kako bi se opterećenje balansiralo

18.

Višestruke magistrale
• Ukoliko imamo jedan čip, zastupljene su 2 arhitekture:
north-south i hub arhitektura
• Ukoliko imamo više čipova, onda koristimo PHC
arhitekturu (Platform Controller Hub, jedinstven čip koji
upravlja pristupom magistrali)

19.

North-south bridge
• Poseduje tri kontrolna čipa, North Bridge, South Bridge i
Super IO Chip.

20.

North-south bridge
• North Bridge predstavlja most između procesorske
magistrale koja radi na većoj brzini (200/133/100/66MHz),
sporijeg AGP slota (66MHz) i PCI (33MHz) ekspanzionih
slotova.
• South Bridge pred-stavlja most između PCI magistrale
(33MHz) i najsporijih uređaja povezanih preko ISA (8MHz)
ekspanzionih slotova.
• Super I/O čip je zaseban čip pridružen ISA busu koji
sadrži kontrolere najčešće korišćenih perifernih uređaja

21.

22.

Hub
Hub arhitektura se pojavila sa Intelovim čipsetima serije
800.
U njoj se ekvivalent North Bridge čipu naziva Memory
Controller Hub (MCH). MCH povezuje procesorsku
magistralu (100/133MHz) i AGP bus (66MHz). Ekvivalent
South Bridge čipu se naziva I/O Controller Hub (ICH). ICH
povezuje ATA/66 IDE portove i PCI bus (33MHz).

23.

24.

Ulazno/izlazne magistrale
• U/I magistrala je deo magistrale koji povezuje
ekspanzione slotove sa čipovima kontrolera magistrale
• Čipset koji služi kao kontroler U/I magistrale upravlja:
– Internim portovima i ekspanzionim slotovima štampanoj ploči u
računarskom sistemu)
– Eksternim portovima (priključna mesta za spoljašnje uređaje)
– Drugim U/I magistralama

25.

• U modernim PC računarima koriste se 4 tipa U/I
magistrala:
– PCI, peripheral component, interconnect, multifunkcionalna U/I
magistrala velike brzine
– PCI ekspres, magistrala koja sve više zamenjuje PCI
– AGP, accelerated graphics port, koristi se jedino za grafičke
adaptere
– USB, universal serial bus, novi I/O bus za povezivanje sporih
uređaja, zamenjuje zastarelu ISA magistralu

26.

BIOS
• BIOS (Basic Input-Output System) je program koji je
trajno smešten u ROM čipu na matičnoj ploči.
• BIOS softver i hardver (ROM čip) zajedno sačinjavaju
firmver
• Ukoliko računar pokrećemo iz ugašenog stanja govorimo
o hladnom butovanju. Ukoliko ga resetujemo, govorimo o
vrućem butovanju.

27.

BIOS
• Na samom početku rada BIOS izvršava POST rutine.
• POST - power on self test
• Zatim, BIOS inicijalizuje uređaje na matičnoj ploči, UI
uređaje, video uređaje itd...
• Po završetku inicijalizacije BIOS pristupa MBR (master
boot record)