VHODNO-IZHODNE NAPRAVE 4 Povezovalni standardi VIN - 4 2018, Igor Škraba, FRI
4 Povezovalni standardi 4.1 EIA/TIA-232 (RS-232) 4.2 EIA/TIA-485 (RS-485) 4.3 USB - Universal serial bus 4.4 PCI Express - PCIe 4.5 Vhodno-izhodne povezave pri procesorjih x86 VIN 4 2 2018, Igor Škraba, FRI
Povezovalni standardi Do uveljavitve standardov prihaja na dva načina: Neformalno sprejemanje standardov Primer TTL napetostni nivoji V/I lastnosti logičnih vezij so postale standard zaradi več proizvajalcev. Čipi različnih proizvajalcev so se lahko poljubno mešali. Formalno sprejemanje standardov Standard običajno definira združenje proizvajalcev ali organizacija IEEE Institute of Electrical and Electronic Engineers EIA Electronic Industries Association TIA Telecommunications Industry Association ITU International Telecommunications Union JEDEC Joint Electron Device Engineering Council VIN 4 3 2018, Igor Škraba, FRI
4.1 EIA/TIA-232 (RS-232) Standard RS-232 določa električne in časovne lastnosti oddajnika in sprejemnika za asimetrično povezavo točka-v-točko. Standard določa tudi pomen in vrste signalov ter predpisuje razpored pinov na konektorjih. Standard RS-232 je predstavila organizacija EIA leta 1962. RS-232 leta 1962 RS-232 C leta 1969 RS-232 D leta 1986 TIA-232 F leta 1997 trenutno v veljavi VIN 4 4 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Električni del standarda: Napetostna in logična nivoja +15V +15V +5V 0V 5V Logična 0 (SPACE) Logična 1 (MARK) +3V 3V Šumna imuniteta je 2 V (5V 3V = 2V) Podatkovna signala RxD in TxD: Logična 1: neg. napetostni nivo Logična 0: poz. napetostni nivo Kontrolni signali Signal aktiven: poz. napetostni nivo Signal neaktiven: neg. napetostni nivo 15V 15V Izhod oddajnika Vhod sprejemnika VIN 4 5 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Uporabljen je asimetrični prenos s skupnim povratnim vodnikom za vse signale in napetostno nezaključeno napajanje linije (RIZH ODDAJNIKA < R0 in RVH SPREJEMNIKA > R0) Oddajnik RS-232 Oddajnik Sprejemnik Sprejemnik RS-232 LVTTL nap. in logični nivoji RS-232 napetostni in logični nivoji LVTTL nap. in logični nivoji GND Skupni povratni vodnik za vse signale GND Za omejevanje odbojev in presluha je uporabljeno razmerje tr/ tako, da je omejena hitrost spreminjanja kateregakoli signala (slew rate) na 30 V/ s. VIN 4 6 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 +15 V 333 ns +5 V 5 V Tako je čas vzpona kateregakoli signala tr omejen na 333 ns tr 333 ns 1 s 15 V Pri upoštevanju pogoja za omejevanje odbojev tr (3 5), standard priporoča največjo dolžino povezave 15 m. Pri tr 4 in = 5,6 ns/m : t r 4 tr 333[ ns] l l 15[ ] 4 4 5,6[ ns / m] m VIN 4 7 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Največjo hitrost prenosa standard omejuje na 20 Kb/s. Z dopolnitvijo RS-232D (1986) je dolžina povezave omejena z električno obremenitvijo uporabljenega kabla. Novejši oddajniki RS-232 omogočajo kapacitivno obremenitev do 2500 pf in višje hitrosti 250 Kb/s do 1 Mb/s. Primer: Kabel UTP Cat5e ima kapacitivnost 45,9 [pf/m], kar nam da maksimalno dolžino povezave 54,5 [m]. Standard določa tudi vrste signalov: 2 podatkovna signala (RxD, TxD) Krmilni signali (RTS, CTS, DCD,...) Urini signali Ozemljitve (GND) in razpored signalov na konektorjih DB-25 in DB9S VIN 4 8 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Zgodovinsko je to prvi standard, ki se je pri računalnikih uporabljal za povezavo računalnika in počasnih V/I naprav na kratke razdalje npr. miške ali modema. Pri povezavi miške z RS-232 vmesnikom (serijska vrata serial port) so bili uporabljeni samo trije signali in ozemljitev: RxD receive data TxD transmitt data RI ring indicator GND ozemljitev Standard omogoča z uporabo krmilnih signalov usklajevalno delovanje (handshaking). Kljub nizki hitrosti in omejeni dolžini je uporaba standarda RS-232 zaradi enostavnosti in nizke cene še vedno zelo razširjena. VIN 4 9 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Uporaba signalov za usklajevalno delovanje (hardware handshaking) RAČUNALNIK 1 V/I NAPRAVA RAČUNALNIK 1 RAČUNALNIK 2 RxD TxD GND RTS CTS 2 3 5 7 8 2 3 5 7 8 TxD RxD GND CTS RTS RxD TxD GND RTS CTS 2 3 5 7 8 2 3 5 7 8 RxD TxD GND RTS CTS Moški konektor Ženski konektor Moški konektor Moški konektor Usklajevalno delovanje pri prenosu od računalnika 1 k V/I napravi ali računalniku 2 RTS CTS TxD podatek 1 2 3 4 5 6 1 Računalnik 1 aktivira RTS želi poslati podatek 2 V/I naprava ali računalnik 2 odgovori z RTS, ki ga računalnik 1 sprejme na vhod CTS lahko sprejme podatek 3 Računalnik 1 prične s pošiljanjem podatka 4 Računalnik 1 konča pošiljanje 5 Računalnik 1 deaktivira RTS 6 Računalnik 2 odgovori - deaktivira svoj RTS VIN 4 10 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Usklajevalno delovanje pri prenosu od računalnika 1 k V/I napravi ali računalniku 2 Računalnik 1 V/I naprava ali računalnik 2 RTS CTS R1 CTS RTS V/I ali R2 TxD RxD VIN 4 11 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Usklajevalno delovanje pri prenosu od računalnika 1 k V/I napravi ali računalniku 2 Računalnik 1 V/I naprava ali računalnik 2 RTS CTS R1 CTS RTS V/I ali R2 TxD RxD podatek 2 5 Čas t [s] 1 3 4 6 1 R1 aktivira signal RTS: R1 želi poslati podatek 2 Ko V/I ali R2 sprejme signal RTS na svoj CTS vhod, odgovori z RTS, ki ga R1 sprejme na vhod CTS: R2 lahko sprejme podatek 3 R1 prične s pošiljanjem podatka 4 R1 konča pošiljanje 5 R1 deaktivira RTS 6 R2 odgovori - deaktivira svoj RTS VIN 4 12 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 Z uporabo kontrolnih signalov RTS (Request to send) in CTS (Clear to send) se lahko realizira usklajevalno delovanje oddajnika in sprejemnika. Z usklajevalnim delovanjem se hitrost prenosa lahko prilagaja zmogljivosti obeh naprav. Oddajnik zaprosi za oddajo s signalom RTS, ki ga sprejemnik sprejme na vhod CTS. Če je sprejemnik pripravljen, odgovori s signalom RTS, ki ga oddajnik sprejme na vhod CTS in nato odda znak. Če ne uporabimo usklajevalnega delovanja, je potrebno hitrost oddajnika prilagoditi hitrosti s katero lahko sprejemnik sprejema podatke. VIN 4 13 2018, Igor Škraba, FRI
4.2 EIA/TIA-485 (RS-485) Standard RS-485 definira električne lastnosti oddajnikov, linije in sprejemnikov za simetrično povezavo v obliki vodila. Standard določa samo električne karakteristike povezave: Določa simetrični (diferencialni) prenos v obe smeri (half-duplex ali full-duplex) Priporoča uporabo paric in zaključitev linije za omejevanje odbojev Omogoča hitrosti do 35 Mb/s in več ter dolžino povezave do 1200 m, vendar ne hkrati (višja hitrost krajša povezava in obratno) Število oddajnikov na vodilu do 32 Število sprejemnikov na vodilu do 32 Če obremenitev ni presežena, je sprejemnikov lahko tudi več (256). VIN 4 14 2018, Igor Škraba, FRI
RS-485 Standard ne določa posebnega protokola, obratno pa veliko protokolov uporablja RS-485 kot električni standard povezave. Povezave po standardu RS-485 so zaradi simetrične povezave in uporabe paric zelo uporabne v industrijskih okoljih: Neobčutljive za šum in premik potenciala ozemljitve Ne povzročajo motenj navzven (presluh na sosednje povezave) Možne so višje hitrosti prenosa Kjer ni zahtevana velika hitrost so povezave lahko zelo dolge (npr. v procesni industriji) VIN 4 15 2018, Igor Škraba, FRI
RS-485 Električna in logična nivoja: +12V +12V Logična 1 +1,5V 0V 1,5V +200mV 200mV Logična 0 7V Izhod oddajnika 7V Vhod sprejemnika VIN 4 16 2018, Igor Škraba, FRI
RS-485 Za omejevanje odbojev se uporablja zaključitev linije na obeh koncih (120 ), upornost zaključitvenega upora je odvisna od karakteristične impedance linije (Z 0 ), zato je standard ne specificira. RS-485 oddajnik/sprejemnik (transceiver) + - + + 680 120 680 - VIN 4 17 2018, Igor Škraba, FRI
RS-485 Standard dovoljuje na vodilu do 32 sprejemnikov/oddajnikov. SN65HVD485E RS-485 Half-duplex Transceiver D oddajnik (driver) R sprejemnik (receiver) RE receiver enable DE driver enable Možna pa je seveda tudi povezava točka-v-točko s samo dvema oddajnikoma/sprejemnikoma in povezava full-duplex, ki zahteva 2 liniji (4 signalni vodniki + povratni ozemljitveni vodnik) VIN 4 18 2018, Igor Škraba, FRI
RS-232 in RS-485 Električne specifikacije standardov RS-232 in RS-485 VIN 4 19 2018, Igor Škraba, FRI
4.3 USB (Universal Serial Bus) USB povezovalni standard je bil objavljen 1996. To je serijska dvosmerna (half-duplex) povezava točka-v-točko. Cilji, ki so jih želeli doseči, pri razvoju USB standarda: Nastavljanje stikal ali mostičev na kartici ali napravi ne bo potrebno. Pri instalaciji novih V/I naprav ne bo treba odpirati ohišja. Samo ena vrsta kabla za vse vrste naprav. V/I naprave naj dobijo napajanje po USB kablu. Možnost priključitve do 127 V/I naprav na krmilnik. Podpora napravam, ki delujejo v realnem času. VIN 4 20 2018, Igor Škraba, FRI
USB Naprave naj bo možno instalirati med delovanjem (hot plug). Po instalaciji nove naprave naj ne bi bilo potrebno resetiranje računalnika. Povezava naj bi bila poceni. Električno je to dvosmerna simetrična povezava z enim parom podatkovnih linij (half-duplex). Simetrična (diferencialna) povezava - half-duplex Diferencialni oddajnik-sprejemnik Diferencialni sprejemnik-oddajnik VIN 4 21 2018, Igor Škraba, FRI
USB USB kabel D D + Oklop ni povezan z USB napravo Simetrična (diferencialna) povezava - half-duplex D + Diferencialni oddajnik-sprejemnik D Diferencialni sprejemnik-oddajnik GND VIN 4 22 2018, Igor Škraba, FRI
USB Za preprečevanje odbojev se uporablja serijska zaključitev pri oddajniku in paralelna zaključitev pri sprejemniku (Z 0 = 90 ). 45 45 D + D LS: V OH > 2,8 V V OL < 0,3 V HS: V OH = 400 mv 10% V OL = 0 V 10 mv l max = 5 m 45 45 LS: Low-speed 1,5 Mb/s HS: High-speed 480 Mb/s VIN 4 23 2018, Igor Škraba, FRI
USB Topologija vodila USB: Naprave USB so fizično povezane v vozlišče. Za delovanje je potreben gostiteljski USB krmilnik (host), vsaka USB naprava pa ima tudi svoj USB krmilnik. Gostiteljski USB krmilnik Korensko vozlišče Nivo 1 USB naprava Sestavljena naprava Vozlišče Vozlišče Nivo 2 USB n. USB n. USB naprava Vozlišče Nivo 3 USB naprava Nivo 4 VIN 4 24 2018, Igor Škraba, FRI
USB Maksimalno število nivojev vključno s korenskim vozliščem je 7. Vsaka naprava ali vozlišče predstavlja en nivo. Sestavljena naprava npr. tipkovnica in sledilna plošča predstavlja dva nivoja. Logično USB gostiteljski krmilnik z vsako napravo komunicira kot bi bil z njo direktno povezan (točka-v-točko). Logične povezave cevi (bit pipe). Urin signal se po povezavi ne pošilja, na sprejemni strani se urin signal restavrira iz podatkovnega zaporedja. Uporablja se NRZI kodiranje. 0 pozitivna ali negativna fronta ; 1 brez spremembe nivoja Pri dolgem zaporedju enic se vstavi ničla (bit stuffing). VIN 4 25 2018, Igor Škraba, FRI
USB Ko priključimo novo USB napravo, gostiteljski krmilnik to zazna in pošlje prekinitveno zahtevo v CPE. OS poizve kakšna naprava je to in kakšno hitrost zahteva, oziroma koliko pasovne širine bo zasedla. OS dodeli novi napravi enoveljaven naslov (1 127) ter naslov in ostale parametre povezave naloži v konfiguracijske registre krmilnika USB naprave. Neinicializirane naprave začnejo z naslovom 0, da se lahko naslovijo. Instalacija poteka tako brez konfiguracijskih posegov uporabnika (on the fly). VIN 4 26 2018, Igor Škraba, FRI
USB Logično je USB sistem videti kot množica povezav (cevi) med USB napravami in korenskim vozliščem (gostiteljskim krmilnikom). Vsi prenosi potekajo med korenskim vozliščem in USB napravami. Prenos med napravami ni možen. Prenos med dvema USB napravama je možen le, če ima krmilnik ene od USB naprav tudi gostiteljske sposobnosti (dual role device, OTG). USB gostiteljski krmilnik pošlje vsako milisekundo (1,00 ms 0,05 ms) nov okvir in tako vzdržuje sinhronizacijo z napravami. Okvir, ki ga sestavljajo paketi, je povezan z določeno povezavo. Prvi paket v okvirju (SOF) je vedno v smeri od korenskega vozlišča proti napravi. Ostali paketi v okvirju pa so lahko v eni ali drugi smeri. VIN 4 27 2018, Igor Škraba, FRI
USB Primer komunikacije med USB krmilnikom in USB napravami 0 ms 1 ms 2 ms 3 ms čas Okvirji Okvir 0 Okvir 1 Okvir 2 Okvir 3 Paketi SOF SOF IN DATA ACK SOF SOF OUT DATA ACK SYN PID PODATKI CRC Podatkovni paket od USB naprave SYN PID PODATKI CRC Podatkovni paket proti USB napravi SOF: Start of Frame; IN: prenos od naprave; OUT: prenos proti napravi (vsi vedno od krmilnika proti napravi) SYN: 8-bitno sinhronizacijsko polje PID: 8-bitna oznaka vrste paketa CRC: 16-bitno polje za detekcijo napak VIN 4 28 2018, Igor Škraba, FRI
USB Napajanje USB naprav po USB kablu: Napetost na korenskem vozlišču je 5 V 5%, USB naprave morajo delovati do 4,4 V. Enota obremenitve (unit load) je definirana s tokom: USB 2.0 100 ma (= 0,5 W pri napetosti 5 V) USB 3.0 150 ma (= 0,75W) Ko se USB naprava priklopi na vodilo, dobi 100 ma toka, med delovanjem lahko zahteva še dodatne obremenilne enote do največ 5 (6 pri USB 3.0). USB naprave se delijo v: Varčne naprave (Low power: tok 100 ma) Požrešne naprave (High power: tok 500 ma Naprave z zunanjim napajanjem (Self powered devices) VIN 4 29 2018, Igor Škraba, FRI
USB USB polnjenje akumulatorjev: Dve vrsti napajalnih vtičnic: CDP (Charging Downstream Port) napajalni in podatkovni vodniki. Možno polnjenje in hkraten prenos podatkov. Maksimalni tok do 5 A Konektor C 1,5 A. Pri velikih polnilnih tokovih se pri večjih hitrostih lahko pojavijo motnje na podatkovnih povezavah. DCP (Dedicated Charging Port) Samo napajalna vodnika brez podatkovnih (avtomobilski polnilci,...) VIN 4 30 2018, Igor Škraba, FRI
USB Vozlišče Imax = 500 ma pri USB 2.0 Imax = 900 ma pri USB 3.0 USB naprava USB naprava USB naprava VIN 4 31 2018, Igor Škraba, FRI
USB Razvoj standarda USB: USB 1.0 (1996) 1,5 Mb/s Low-speed LS USB 1.1 (1998) Bolj stabilno delovanje 12 Mb/s Full-speed FS USB 2.0 (2000) 480 Mb/s High-speed HS Kodiranje NRZI Dolžina povezave do 5m S petimi razdelilniki (hubi) do 30m Obremenitev vodila pri +5V do 500mA (5 x 100 ma) Možno hkratno delovanje LS, FS in HS naprav Potreben gostiteljski krmilnik (Host controller) VIN 4 32 2018, Igor Škraba, FRI
USB USB OTG (USB On-the-Go; leto 2001) Dodatek k standardu USB 2.0 Periferna naprava lahko prevzame vlogo gostiteljske naprave (krmilnika, ki vodi prenos) dual role device Novi konektorji (mini A, mini B), manjša poraba USB 3.0 (leto 2008) Maksimalna teoretična hitrost 5 Gb/s (realno 3,2 Gb/s) Super-speed SS Kodiranje 8b/10b Dodatni 4 vodniki (2 x diferencialni signal v eno in drugo smer) Praktična dolžina povezave do 3m (standard dolžine direktno ne omejuje) Hkratni dvosmerni prenos (full-duplex) Novi konektorji (kompatibilni z USB 2.0) Obremenitev vodila do 900 ma (6 x 150 ma) Kompatibilnost z USB 2.0 VIN 4 33 2018, Igor Škraba, FRI
USB USB 3.1 (leto 2013) Maksimalna teoretična hitrost 10 Gb/s SuperSpeed+ Kodiranje 128b/132b ( hitrost 10 10 9 b/s (128/130) / 8 b/b = 1,23 GB/s) Konektor USB C, ki pa ni del specifikacij USB 3.1 VIN 4 34 2018, Igor Škraba, FRI
USB Kabel USB 3.0 Oklop USB 2.0 neoklopljena parica USB 3.0 oklopljena parica USB 3.0 oklopljena parica VIN 4 35 2018, Igor Škraba, FRI
Diferencialna napetost [mv] USB Očesni vzorec pri USB 3.0 Minimalna širina očesa Minimalna višina očesa Čas t [ps] VIN 4 36 2018, Igor Škraba, FRI
4.4 Povezava PCI Express PCI vodilo 32 ali 64-bitno paralelno vodilo Frekvenca ure 33 ali 66 MHz Kapaciteta 133 MB/s do 528 MB/s Vse več V/I naprav je bilo prehitrih za priključitev na PCI vodilo (grafična kartica AGP vodilo). PCI kartice in konektorji so bili preveliki za uporabo v notesnikih. VIN 4 37 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express PCI Express je hitra serijska dvosmerna (full-duplex) povezava točka-v-točko. Čeprav se smatra, da je PCI Express naslednik PCI vodila, nima nič skupnega s PCI vodilom razen imena. Povezavo PCI Express (PCIe) sestavljata dve simetrični (diferencialni) povezavi z LVDS (Low Voltage Differential Signaling) signalizacijo, vsaka v eno smer (full-duplex). PCIe x1 enojna dvosmerna povezava - full-duplex Diferencialni oddajnik Diferencialni sprejemnik Diferencialni sprejemnik Diferencialni oddajnik Zaključitveni upor 100Ω VIN 4 38 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express Hitrost prenosa na enojni povezavi (PCIe x1) v eno smer je pri frekvenci ure 2,5GHz enaka 2,5Gb/s. Zaradi kodiranja 8b/10b je to 250MB/s 2,5Gb/s * 8/10 = 2Gb/s = 250MB/s Dolžina povezave je lahko največ 50 cm. PCI Express podpira več širin povezav: PCIe x1 po ena povezava v vsako smer (dva para), s hitrostjo 2,5Gb/s = 250MB/s v vsako smer PCIe x2 - po dve povezavi v vsako smer, s hitrostjo 5Gb/s = 500MB/s VIN 4 39 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express PCIe x4 PCIe x16 PCIe x1 2 x 250MB/s PCIe x16 PCI 133 MB/s VIN 4 40 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express PCIe x4 - štiri povezave v vsako smer, s hitrostjo 10Gb/s = 1GB/s PCIe x8 - osem povezav v vsako smer, s hitrostjo 20Gb/s = 2GB/s v vsako smer PCIe x16 - šestnajst povezav v vsako smer, hitrost 40Gb/s = 4GB/s PCIe x32 - hitrost 80Gb/s = 8GB/s v vsako smer Podatki se prenašajo v obliki okvirjev, ki jih sestavljajo: Start bajt (Start of Frame - SOF) Zaporedna številka (Sequence Number - SEQ #) Glava (Header) VIN 4 41 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express Podatki (Data) CRC - biti za detekcijo in korekcijo napak Konec okvirja (End of Frame - EOF) SOF SEQ # Header Data CRC EOF 1B 2B 16/20B 0 do 4096B 4B 1B Dejanska hitrost, če upoštevamo zgradbo okvirja z najdaljšim podatkovnim poljem 4096B, je: 2,5Gb/s * 8/10 * 4096/4124 = 1,9864Gb/s = 248,3MB/s VIN 4 42 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express PCI Express protokolski sklad Programska plast Povezuje PCI Express sistem z operacijskim sistemom Transportna plast Header Data Povezovalna plast SEQ # Header Data CRC Fizična plast SOF SEQ # Header Data CRC EOF VIN 4 43 2018, Igor Škraba, FRI
PCI Express PCIe 1.X Hitrost 2,5 GT/S = 250 MB/s (PCIe x1) v vsako smer PCIe 2.X Hitrost 5 GT/s = 500 MB/s (PCIe x1) v vsako smer PCIe 3.0 Kodiranje 128b/130b (1,54% redundantnih bitov 20% pri 2.0) Hitrost 8 GT/s = 985 MB/s (PCIe x1) v vsako smer VIN 4 44 2018, Igor Škraba, FRI
V/I standardi Značilnosti petih glavnih V/I standardov USB Firewire PCI Express Serial ATA Serial SCSI Uporaba Zunanja Zunanja Notranja Notranja Zunanja Število naprav na kanal 127 63 1 1 4 Število signalnih linij (2 vodnika parica+gnd) 1 USB 2.0 2 USB 3.0 2 (pod + ura) 2 2 2 Teoretična kapaciteta 1,5 MB/s FS 60 MB/s HS 500 MB/s SS 1,2 GB/s SS+ 50MB/s(Fw400) 100MB/s(Fw800) x1 250 MB/s Gen1 x1 500 MB/s Gen2 x1 984,6 MB/s Gen3 150 MB/s rev1.0 300 MB/s rev2.0 600 MB/s rev3.0 300 MB/s SAS-1 600 MB/s SAS-2 1,2 GB/s SAS-3 Maks. dolžina 5 m (3 m) 4,5 m 0,5 m 1 m 8 m Standard USB IF (Implement. Forum) IEEE 1394 PCI SGI (Special Interest Group) SATA-IO (International Organization) Komite T10 VIN 4 45 2018, Igor Škraba, FRI
4.5 Vhodno-izhodne povezave pri procesorjih x86 Procesor je pri tipičnem osebnem računalniku povezan s pomnilnikom in perifernimi enotami preko dveh integriranih vezij (čip set). Čip, ki je bližje procesorju je krmilnik pomnilnika (north bridge), nanj pa je priključen V/I krmilnik (south bridge). Krmilnik pomnilnika je v osnovi DMA krmilnik, ki povezuje procesor s pomnilnikom in V/I krmilnikom, lahko pa tudi z grafično kartico. VIN 4 46 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 V/I krmilnik povezuje množico vhodno-izhodnih vodil s krmilnikom pomnilnika. MCH - Memory Controller Hub vsebuje: Vmesnik za povezavo s procesorjem Krmilnik za DRAM pomnilnike Grafični vmesnik (običajno PCI Express x16) DMI vmesnik za povezavo z V/I krmilnikom ICH - I/O Controller Hub vsebuje vse standardne V/I vmesnike, RAID krmilnik in generator centralnih urinih signalov. VIN 4 47 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 Čip set Intel 975X Express (leto 2006) CPE FSB Front Side Bus 200/266MHz 4 prenosi/per 64b 800/1066MT/s =6,4GB/s/ 8,5GB/s PCIe x16 = 4GB/s v eno smer f = 2,5 GHz Display 8 x 60MB/s 100MB/s PCIe 1/x8/x16 PCIe x1/x8 8 x USB 2.0 IDE PCIe primarni PCIe sekundarni Krmilnik pomnilnika Intel 82975X MCH DMI kanal A kanal B DDR2 DDR2 DDR2 DDR2 Uprav. s pomn. Centalna ura 266/333MHz 533MT/s ali 667MT/s širina 64b max 5,3GB/s Direct Media Interface 4 parice @ 2Gb/s 4 parice @ 2Gb/s 1GB/s v vsako smer 4 x 300MB/s 4 x SATA AC 97 HDA V/I krmilnik Intel ICH7 LAN System management 250MB/s Gigabit Ethernet PCIe x1 PCI vodilo SMBus 133MB/s GPIO ASIC LPC vmesnik Super I/O Flash BIOS - paralel port - 2 x serial port - tipkovnica/miška - floppy krmilnik VIN 4 48 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 DMI - Direct Media Interface. Povezava točka-v-točko, ki povezuje krmilnik pomnilnika in V/I krmilnik v čip setu. Povezava je dvosmerna s hitrostjo 10 Gb/s v vsaki smeri (= 2 GB/s) IDE - Integrated Drive Electronic = ATA Advanced Technology Attachment = PATA - Parallel ATA LPC - Low Pin Count vmesnik za povezavo počasnih V/I naprav Super I/O - Legacy I/O controller Legacy = dediščina: pri računalnikih to pomeni čipe, naprave ali programe, ki so podedovani od starejših računalnikov. Potrebni so zaradi združljivosti VIN 4 49 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 Ker Moorov zakon še vedno velja, je vedno več V/I krmilnikov, ki so bili prej na karticah in priključeni na V/I vodila, integriranih v ta dva krmilnika. Pri procesorjih AMD Opteron X4 (Barcelona) in Intel Core ix (Nahelm) in vseh naslednjih pa je krmilnik pomnilnika (north bridge) integriran na procesorski čip. Pri procesorjih Core ix je na procesorskem čipu tudi grafični procesor (Intel UHD graphics), na V/I čipu pa DSP procesor za obdelavo avdio signalov (Intel Smart Sound Technology). VIN 4 50 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 Čip set Intel Z370 (leto 2018) VIN 4 51 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 Specifikacije za Intel Z370 in H370 VIN 4 52 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 High Speed I/O lanes VIN 4 53 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 Primerjava lastnosti Intelovih čip setov Intel 5000P Intel 975X Intel H57 Intel H370 Ciljni segment Strežniki Namizni PC Namizni PC Namizni PC Front Side Bus 1066/1333 MHz 800/1066 MHz ----- ---- Krmilnik pomnilnika (north bridge) Število nožic 1432 1202 Vrsta pomn.,hitrost DDR2, 667/533 DDR2 800/667/533 Širina pomn. vodila Število modulov, DIMM 4 x 72 bitov 1 x 72 bitov 16, 1 GB/2 GB/4 GB 4, 1 GB / 2 GB Maks. vel. pomn. 64 GB 8 GB Grafični vmesnik PCIe x16 PCIe x16 ali 2x PCIe x8 Vmesnik za V/I krm. PCIe x8 DMI (= PCIe x8) VIN 4 54 2018, Igor Škraba, FRI
V/I povezave pri x86 V/I krmilnik (south bridge) 6321 ESB ICH7 (leto 2006) H57 (leto 2010) H370 (leto 2018) Število nožic 1284 652 951 1151 PCI, širina, hitrost 2 x 64bitov, 133MHz 32bitov, 33MHz 32bitov, 33MHz ne PCIe 3 x PCIe x4 PCIe x1 8 x PCIe x1 do 24 x PCIe 3.0 Ethernet MAC ---- 1000/100/10 Mb/s 1000/100/10 Mb/s 1000/100/10 Mb/s USB 6 x USB 2.0 8 x USB 2.0 14 x USB 2.0 14 x (do 10 x USB 3.0) ATA (IDE) ATA-100 2 x ATA-100/66/33 ne ne SATA 6 2 6 6 RAID? RAID 0,1 (nekateri) RAID 0 / 1 / 5 / 10 RAID 0 / 1 / 5 / 10 Audio krmilnik --- AC 97 HDA AC 97 HDA 7.1 Intel HD Audio Audio DPS TDP 3,5W 6W VIN 4 55 2018, Igor Škraba, FRI