Реферати українською » Информатика, программирование » Комп'ютерні шини: сутність, види, призначення


Реферат Комп'ютерні шини: сутність, види, призначення

Предыдущая страница | Страница 2 из 2
відміну від попереднього реалізацій інтерфейсу, у яких підтримувалася лише однієї операція одноразово, USB 3.0 може дати читання і запис даних у двох напрямах незалежно. Це було досягнуто додаванням по парі виділенихSuperSpeed ліній як передачі, так прийому даних. Отже, загальна кількість каналів зросла з чотирьох у USB 2.0 до дев'яти, якщо вважати окрему землю USB 3.0.

З іншого боку, був удосконалений і протокол роботи UniversalSerialBus. Хоча поняття ">хост" і "клієнт" залишилися, відтепер спілкування між контролерами відбувається більш інтелектуальному рівні. Коли ранішехост чекаючи початку передачі міг постійно посилати нескінченні запити клієнту, тепер відбувається очікування спеціального сигналу початку процесу, від самого підключеного устрою.

Нова сигнальна схема, згадана вище, передбачає також і те, що за відсутності активності клієнтських пристроїв, контролер більше, посилаючи запити до пошуку який буде необхідний передачі трафіку, витрачати зайву енергію. Також булоснижено мінімально можливе до роботи напруга з 4.4 У до 4.0 У. З іншого боку, з 500мА до 900мА було порушено поріг максимально припустимого струму,пропускаемого шиною, що має розширити коло підтримуваної периферії і дати можливість певним класам пристроїв відмовитися від зовнішнього харчування. Як бонус можна й швидший зарядку мобільних пристроїв, акумулятори яких отримують енергію по USB.

Наявні сьогодні устрою, призначені для стандарту USB 2.0, будуть безборонно функціонувати з контролерами для 3.0 і навпаки. Звісно, задля досягнення високих швидкостей передачі знадобиться використання як відповідного контролера, а й підходящого устрою разом із що задовольняє специфікаціям кабелем. Підключення ж 2.0 влаштування у порт 3.0, чи 3.0 влаштування у 2.0 порт, забезпечить стандартну для USB другого покоління продуктивність.

З початку розробки ставили за мету збереження зворотної сумісності інтерфейсу зі своїми попередником, і тому сам розняття фізично не зазнав серйозних змін — форма і контакти, необхідних USB 2.0, збережені на старих місцях. Нові, підтримуютьконнект наSuperSpeed швидкості лінії виведені те щоб стикатися з контактними майданчиками лише за підключенні по USB 3.0

Щоб рознести контакти різних версій USB безпечне відстань, знадобилося трохи продовжитиконнектори і рознімання. Також через що числа дротів товщина USB 3.0 кабелю можна порівняти з Ethernet шнуром.

USB 3.0 працює істотно швидше 2.0. Звісно, обіцяного десятикратного приросту знайти зірвалася, але сама шина не винна: ще немає пристроїв практично здатних зазіхнути на 100% пікової пропускну здатність в розмірі 5Гбит/с. Не факт, що й появу у найближчим часом можна буде. Проте наявність такої помітної запасу у майбутнє саме собі дуже корисне приємно — потім із нього прямо виникає те що найближчими роками шина не застаріє. Це особливо важливо оскільки... найближчими роками її масове користування та не розпочнеться.

2.2 IEEE 1394

IEEE 1394 — послідовна високошвидкісна шина, призначена обмінюватись цифровий інформацією між комп'ютером та інші електронними пристроями.

Стандарт 1394 є шинним протоколом, котрі можуть підключати до 63 пристроїв. На відміну від мереж на коаксіальному кабелі чиSCSI, устрою IEEE 1394 можна підключати як послідовно, а й організовувати галузі. Кабель непотрібнотерминироватьрезистором, а адреси пристроїв лунають динамічно без будь-якої участі користувача.

Інтерфейс грунтується на шести контактах, які переходить до дві кручені пари дротів передачі даних, і два дроти для харчування. Ця конфігурація дозволяє подавати напруга між 8 і30В із течією до1,5А.

Максимальна довжина кабелю від однієї устрою до іншого становить 4,5 метри на повній швидкості. У той самий час, безпосередньо до ланцюг можна підключати, максимум, 17 пристроїв. Замкнені кайдани й посадили петлі не дозволяються. Втім, саміраспространенние конфігурації складаються з 1-3 пристроїв.

>Устройства IEEE 1394 організовані по трирівневої схемою —Transaction,Link іPhysical, відповідні трьом нижнім рівням моделіOSI.

>TransactionLayer — маршрутизація потоків даних із підтримкою асинхронного протоколузаписи-чтения.

>LinkLayer — формує пакети даних, і забезпечує їх доставку.

>PhysicalLayer — перетворення цифрової інформації в аналогову передачі і навпаки, контроль рівня сигналу на шині, управління доступом до шині.

Зв'язок між шиною PCI іTransactionLayer здійснюєBus Manager. Він призначає вид пристроїв на шині, номери і типи логічних каналів, виявляє помилки.

Дані передаються кадрами довжиною 125 мкс. У кадрі розміщуються тимчасовіслоти для каналів. Можливий як синхронний, і асинхронний режими роботи. Кожен канал може обіймати свою чи кілька тимчасових слотів. Для передачіустройство-передатчик просить надати синхронний канал необхідної пропускну здатність. Якщо переданій кадрі є необхідну кількість його тимчасових слотів для даного каналу, надходить позитивну відповідь і канал надається.

IEEE1394a

2000 року був затверджений стандарт IEEE1394а. Був проведений ряд удосконалень, що підвищило сумісність пристроїв.

Було введене час очікування 1/3 секунди на скидання шини, поки закінчиться перехідний процес установки надійної під'єднання чи від'єднання устрою.

IEEE1394b

У 2002 року з'являється стандарт IEEE1394b з новими швидкостями:S800 — 800 Мбіт/с іS1600 — 1600 Мбіт/с. Відповідні устрою позначаютьсяFireWire 800 чиFireWire 1600, залежно від максимальної швидкості.

Змінилися використовувані кабелі іразъеми. Досягнення максимальних швидкостей на максимальних відстанях передбачено використання оптики, пластмасової — для довжини до 50 метрів, і скляній — для довжини до 100 метрів.

Попри змінаразъемов, стандарти залишилися сумісні, що дозволяє вживатипереходники.

12 грудня 2007 року представлена специфікаціяS3200 з максимальною швидкістю — 3,2Гбит/с. Для позначення даного режиму застосовується також назва «>betamode» (схема кодування8B10B). Максимальна довжина кабелю може становити 100 метрів.

IEEE 1394.1

2004 року побачило світ стандарт IEEE 1394.1. Цей стандарт було прийнято щодо можливості побудови великомасштабних мереж, і різко збільшує кількістьподключаемих пристроїв до гігантського числа - 64 449.

IEEE1394c

Він з'явився 2006 року стандарт1394c дозволяє вживати кабельCat5e від Ethernet. Можливо використовувати паралельно зGigabit Ethernet, тобто використовувати дві логічні і один від друга які залежать мережі однією кабелі. Максимальна заявлена довжина — 100 м, Максимальна швидкість відповідаєS800 — 800 Мбіт/с.

Стандарт чи IEEE1394b, передає б дані з швидкістю до 54Мбайт/с разом з зовнішнім жорстким диском, легко обганяючи інші альтернативи. Працюючи як мережного адаптера стандарт1394b забезпечує швидкість передачі до 400 Мбіт/с, яка далеко перевершує Ethernet на 100 Мбіт/с.

СтандартFireWire не є ідеальним для мережного трафіку. З використанням як мережного інтерфейсуFireWire має недолік - необхідна сумісність з численними додатками, Не тільки передача мережного трафіку. З іншого боку,IPv4over 1394 навряд чи оптимізовано під максимальну продуктивність. До того ж, реалізація мережі під Windows похвалитися не може хорошою репутацією, на відмінуUnix/Linux.

 

2.3SATA

>SATA (анг.SerialATA) — послідовний інтерфейс обміну даними з накопичувачами інформації.SATA є розвитком паралельного інтерфейсуATA (>IDE).

>SATA використовує7-контактнийразъем (Малюнок 3) замість40-контактногоразъема уPATA.SATA-кабель має меншу площа, рахунок чого зменшується опір повітрю,обдувающему комплектуючі комп'ютера, спрощується розведення дротів всередині системного блоку.

>SATA-кабель рахунок своєї форми більш стійкий до багаторазовому підключенню.Питающий шнурSATA також розроблений з урахуванням багатократних підключень.Разъем харчуванняSATA подає 3 напруги харчування: +12 У, +5 У і +3,3 У; проте сучасні устрою можуть працювати напруження +3,3 У, що дає можливість вільно використовувати пасивнийпереходник зі стандартногоразъема харчуванняIDE наSATA. РядSATA-устройств поставляється з цими двомаразъемами харчування.

СтандартSATA відмовився від традиційного дляPATA підключення дві устрою на шлейф; кожному влаштуванню потрібно було окремий кабель, що знімає цієї проблеми неможливості одночасної роботи пристроїв, що є однією кабелі (і що виникають звідси затримок), зменшує можливі проблеми при складанні (проблема конфліктуSlave/Master пристроїв дляSATA відсутня), усуває можливість помилок під час використаннянетерминированнихPATA-шлейфов.

СтандартSATA підтримує функцію черги команд (>NCQ, починаючи зSATARevision2.x). СтандартSATA передбачає гарячу заміну активного устрою. Слід зазначити, що операційні системи молодший WindowsVista, і навітьMacOS X і Linux 2-3 літньої давності не підтримують AdvancedHostControllerInterface (>AHCI) без спеціальних драйверів. Як-отAHCI забезпечує роботуNCQ і гарячого підключення. ІнтерфейсSATA має дві каналу передачі, від контролера до влаштуванню і південь від устрою до контролеру. Для передачі використовується технологіяLVDS, дроти кожної пари єекранированними крученими парами.

 

2.3.1SATARevision2.x

СтандартSATA/300 дбає про частоті 3 ГГц, забезпечує пропускну спроможність до 2,4Гбит/с (300МБ/с). Часто стандартSATA/300 називаютьSATA II чиSATA 2.0. Теоретично устроюSATA/150 іSATA/300 повинні прагнути бути сумісні (як контролерSATA/300 з побудовоюSATA/150, і контролерSATA/150 з побудовоюSATA/300) рахунок підтримки узгодження швидкостей (в менший бік), проте до деяких пристроїв і контролерів потрібно ручне виставляння режиму роботи.

2.3.2SATARevision3.x

Два основних зміни, що сталися у третій поколінні інтерфейсу, – це збільшена до 6Гб/с пропускну здатність і розширені можливостіNCQ.

Перше відновлення нічого очікувати затребуване навіть жорсткими дисками останнього покоління, оскільки у сьогодні де вони забезпечують швидкостей лінійного читання, перевищують 150–160МБ/с, проте доSSD це цілком актуально.

Найбільше значення традиційних накопичувачів матиме функція постійної передачі. Важко навантаженийHDD, читає і який записує інформацію на кілька потоків (досить поширене у домашніх ПК ситуація у світлі розвитку файлообмінних мереж), найчастіше здатний забезпечити стійку швидкість читання для комфортного перегляду відео чи прослуховування аудіо.SATA 3.0 передбачає можливість активації своєрідного аналога службиQuality of Service в мережевих протоколах: за додатком резервується максимальний пріоритет, і запитувані їм дані завжди зчитуються насамперед і безперервним потоком.

 

2.3.3eSATA

>eSATA (>ExternalSATA) — інтерфейс підключення зовнішніх пристроїв, підтримуючий режим «гарячої заміни». Було створено трохи згодомSATA (у середині 2004).

Для підтримки режиму гарячої заміни потрібно включити вBIOS режимAHCI. Що стосується, якщо завантажувальний диск Windows XP підключено до контролеру, якому перемикають режим зIDE наAHCI, Windows перестане завантажуватися — активувати цей режим вBIOS можна тільки під час установки Windows.


Малюнок 3SATA (зліва) іeSATA (справа)коннектори

2.4SerialAttachedSCSI

>SerialAttachedSCSI (SAS) — комп'ютерний інтерфейс, розроблений обмінюватись даними з цими пристроями, як жорсткі диски, нагромаджувачі на оптичному диску тощо. буд. SAS використовує послідовний інтерфейс до роботи з безпосередньоподключаемими накопичувачами (анг. DirectAttachedStorage (>DAS)devices). SAS розроблений для заміни паралельного інтерфейсуSCSI і дозволяє досягти вищої пропускну здатність, ніжSCSI; до того ж час SAS сумісний із інтерфейсомSATA. Для управлінняSAS-устройствами як і використовуються командиSCSI.

ІнтерфейсSerialAttachedSCSI - це буде непросто послідовна реалізація протоколуSCSI. У ньому реалізовано набагато більше, ніж простий перенесення функційSCSI, як-отTCQ (>TaggedCommandQueuing,тегированная чергу команд), через новийразъем.

SAS виходить з об'єктної моделі, визначальною "домен SAS” - систему доставки даних, яка може охоплювати у собіопциональниеекспандери (>expander) і кінцеві устрою SAS, такі як жорсткі диски іhost-адаптери (>hostbusadapters,HBA). На відміну відSATA, устрою SAS може мати кілька портів, кожен із яких може використовувати кілька фізичних сполук, щоб забезпечувати більш швидкісні (широкі) підключення SAS. З іншого боку, до будь-якої певній мети можуть звертатися кілька ініціаторів, а довжина кабелю їх може становити до максимально восьми метрів (на першому покоління SAS). Зрозуміло, що це забезпечує чимало можливостей до створення високопродуктивних чи надлишкових рішень зберігання даних. З іншого боку, SAS підтримує протоколSATATunnelingProtocol (>STP), дозволяє підключати доSAS-контроллеру устроюSATA.

 

2.4.1 SAS 2.0

Стандарт SAS другого покоління збільшує швидкість з'єднання з 3 до 6Гбит/с. Цей приріст швидкості дуже важливий для складних оточень, де визначена висока продуктивність через високошвидкісних сховищ. Нову версію SAS також покликана знизити складність прокладки кабелів, і навіть число сполук наГбит/с пропускну здатність, збільшуючи можливу довжину кабелів і поліпшуючи роботуекспандеров (розбивка на зони і автоматичне виявлення).

На відміну відSATA, інтерфейс SAS дбає про основі повногодуплекса, надаючи повну пропускну спроможність в обох напрямках. Як згадувалося раніше, сполуки SAS завжди встановлюються через фізичні підключення, використовуючи унікальні адреси пристроїв. Навпаки,SATA може адресувати лише номери портів.

Такі функції, як розбивка по зонам (>zoning) тепер дозволяють адміністраторам прив'язувати конкретні устрою SAS до ініціаторами. Саме буде корисна збільшена пропускну здатність SAS 6Гбит/с, тому що вчетирехканального сполуки тепер вдвічі велика швидкість. Нарешті, устрою SAS можуть і мати кілька адрес SAS. Оскільки нагромаджувачі SAS може використати два порту, з однієюPHY кожному, то нагромаджувач може мати два адреси SAS.

SAS 2.0 подвоює пропускну спроможність на порт з 3 до 6Гбит/с. Тобто длячетирехканальних підключень вона збільшується з 1,2Гбайт/с до 2,4Гбайт/с. ОскількиHBA-контроллери SAS зазвичай надають вісім портів, організованих як двохчетирехканальних підключень, то ефективна максимальна пропускну здатність на контролер становить 4,8Гбайт/с.

У разі інтерфейс PCI Express 1.1 може бути "вузьким місцем", оскільки популярне підключення черезx8 ліній дає всього 2,0Гбайт/с (250Мбайт/с на лінію у кожну бік). Відтак усі прийдешні контролери SAS 2.0 використовуватимуть інтерфейс PCI Express 2.0, подвоюючи пропускну спроможність восьми ліній до 4,0Гбайт/с у кожному напрямі.

 

2.4.2 Нові функції SAS 2.0

Якщо стандарт SAS 1.1 на 3Гбит/с вже підтримує довжину кабелю до 8 метрів, то SAS 2.0 на 6Гбит/с і далі збільшує її до 10 метрів. Може скластися враження невеликим приростом, але центри зберігання даних явно виграють. Щоб якось забезпечитинадежную передачу було додано протоколDecisionFeedbackEqualization (>DFE). Він знижуємежсимвольние перешкоди і відданість забезпечує високий рівень сигналу більшому відстані.

SAS 6Гбит/с потребуєразъемовmini-SAS, також відомі якiPass.Mini-SAS також з підключеннями 3Гбит/с,разъеми доволі використовують у багатьох сховищах.


Укладання

Сучасні комп'ютерні шини використовують як паралельні, і послідовні з'єднання заліза і може мати паралельні (>multidrop) і ланцюгові (>daisychain) топології. Що стосується USB та інших шин можуть також використовуватися хаби.


Список інформаційних джерел

1.kit-e

2.remcomp.org/

3.lib.prometey.org/

4.hitech.tomsk/


Предыдущая страница | Страница 2 из 2

Схожі реферати:

Навігація