marți, 6 septembrie 2011

PLACA DE BAZA(MAINBOARD)

    Practic, un calculator complet contine urmatoarele componente:
1.Unitatea de sistem, cu urmatoarele:
     Placa de baza (inclusiv chipset, procesor, memorie),Sursa de alimentare,Hard disc,Unitate optica
     Urmatoarele 3 componente pot fi integrate în placa de baza sau pot exista ca si module separate:
     Placa video
     Placa de sunet
     Placa de retea
2.Monitor
3.Tastatura, mouse.

   Conectarea între UCP si celelalte echipamente se face prin intermediul magistralelor. Regulile care stabilesc functionarea magistralei trebuie foarte bine definite. Aceste reguli se alcatuiesc protocolul de

magistrala.

Ele contin specificatii mecanice si electrice. Placile (echipamentele) proiectate de diferitii producatori trebuie sa încapa în carcasa calculatorului, sa existe conectori care sa se potriveasca din punct de vedere mecanic cu cei de pe placa de baza, sau cu cei de pe panoul din spatele unitatii de sistem a calculatorului. Semnificatia semnalelor electrice disponibile în conectoare trebuie respectata de toti producatorii pentru ca echipamentele sa functioneze. Exista mai multe posibilitati (magistrale) care permit conectarea procesorului sau a PC-ului cu exteriorul.Astfel, prin constructie, PC-ul este dotat cu un set de conectoare accesibile în exterior, pe panoul din spatele PC-ului, la care se pot conecta echipamente obligatorii sau optionale. Aceste conectoare corespund portului serial, portului paralel, portului video, placii de retea (LAN), placii de sunet, precum si câte unul pentru tastatura si mouse. În ultimul timp, au aparut doua noi magistrale, universale, disponibile de asemenea prin conectori pe panoul din spatele PC-ului, care încearca sa raspunda cerintelor actuale: USB si IEEE 1394 sau FireWire. De asemenea, în special pentru calculatoare Notebook sunt disponibile porturi pentru comunicatie fara fir: WLAN (WirelessLAN) si Blue Tooth. Pe de alta parte, exista conectori care sunt situati în interiorul PC-ului, la care sunt accesibile magistralele clasice ca PCI (ISA), PCI Express sau AGP. În acesti conectori se pot introduce asa numitele placi de extensie, care la rândul lor au conectori accesibili pe panoul din spatele PC-ului. Magistralele IDE (ATA), SATA, SCSI sunt necesare pentru conectarea hard discurilor sau a dispozitivelor optice.

Fiecare echipament de intrare-iesire (monitor, hard disc, tastatura) contine un controlor (controller) care este un modul care contine în majoritate componente electronice. Misiunea controlorului este de a comanda functionarea echipamentului de intrare-iesire propriuzis, precum si gestiunea accesului acestuia la magistrala
sistemului. Exemple: controlorul pentru hard disc, adaptorul video pentru comanda monitorului sau controlorul pentru tastatura. Semnalele binare furnizate de UCP nu sunt suficient de puternice pentru a alimenta (din punct de vedere al curentului necesar) o magistrala, mai ales daca la ea sunt conectate multe dispozitive. Din acest motiv echipamentele sunt conectate la magistrala prin asa numitele amplificatoare de magistrala (buffere sau tranceivere).

    SETUL DE CIPURI
Termenul de Chipset (Setul de cipuri) se refera la un grup de circuite care contin: interfata cu magistrala procesorului, controllerele de memorie, controllerele de magistrala, controllerele de intrare-iesire si altele. Practic, aproape toate circuitele de pe placa de baza sunt continute în setul de cipuri. Procesorul nu poate sa comunice cu memoria, placile adaptoare, celelate dispozitive, fara sa treaca prin setul de cipuri. Setul de cipuri este cel care controleaza interfata între procesor si restul calculatorului. La primele PC-uri nu exista un chipset propriuzis. Astfel, pe lânga procesor, pentru completarea sistemului, mai existau alte circuite separate: generatorul de tact, controllerul de magistrala, temporizatorul sistemului, controllerele de întreruperi si DMA, memoria CMOS, controllerul de tastatura.
Actualmente seturile de cipuri prezinta doua tipuri de arhitecturi: arhitectura North/South Bridge si arhitectura centralizata (hub).
Arhitectura North/South Bridge contine sectiunile:
     Puntea de nord (Northbridge)
     Puntea de sud (Southbridge)
     Cipul Super I/O

Circuitul Northbridge este un circuit integrat pe scara foarte larga, aproape la fel de complex ca si cipul UCP. El face legatura între magistrala de mare viteza a procesorului (cu frecvente posibile 1066/566/400/266/200/133/100/66 MHz) si magistralele mai lente: AGP (266/133/66 MHz) si PCI (33 MHz). Magistrala procesorului (numita si FSB - front side bus) este calea de comunicare dintre procesor si setul de cipuri. Frecventa reala a procesorului este un multiplu (2×, 2,5×, 3×, 5× etc.) al frecventei magistralei procesorului. Conectarea UCP la memoria cache de nivelul 2 se face direct, printr-o magistrala mai rapida decât cea a procesorului, functionând la acelasi tact cu cel al UCP. Magistrala memoriei este utilizata pentru transferarea informatiilor între procesor si memoria principala, RAM. Aceasta magistrala este conectata la cipul North Bridge. Cel mai bine este ca aceasta magistrala sa functioneze la aceeasi viteza
cu magistrala procesorului.
Conectarea UCP la adaptorul video se face prin intermediul magistralei numite AGP (Accelerated Graphics Port). Placile de baza ale PC-urilor sunt dotate cu câte un slot special de tipul AGP, unde se introduce placa video. Magistrala PCI, este disponibila ca iesire a circuitului Northbridge si contine 3-4 sloturi unde se pot conecta placi de extensie. Circuitul Southbridge este situat la cealalta extremitate a magistralei PCI (33 MHz), si permite legatura spre magistrala ISA (8,33 MHz), unde pot exista 1-2 sloturi disponibile. Interfetele IDE pentru hard disc, precum si noile interfete USB si IEEE 1394 (FireWire) îsi au originea în acest circuit.

  Cipul Super I/O este atasat magistralei ISA. În unele cazuri se considera sau este inclus în cipul Southbridge. În acest circuit, îsi au originea: portul de tastatura, portul de mouse (de magistrala), porturile seriale, portul paralel, interfata pentru unitatile de discheta.

Arhitectura centralizata (Hub)
În acest caz, cipul fostei punti de nord se numeste Memory Controller Hub, iar fosta punte de sud se numeste I/O Controller Hub. Principala diferenta în acest caz este ca cele doua cipuri nu mai sunt conectate prin magistrala PCI ci printr-o interfata de doua ori mai rapida (hub interface). Magistrala PCI este acum o iesire a cipului I/O Controller Hub. Principalele avantaje ale acestei arhitecturi sunt: viteza superioara de comunicare precum si faptul ca interfata PCI nu mai este implicata în comunicarea între cipuri astfel ca latimea sa de banda poate fi în totalitate folosita de dispozitivele conectate pe aceasta.

  Magistrale disponibile în exteriorul PC-ului
Portul serial
 În interiorul PC-ului informatia circula sub forma de unul sau mai multi octeti odata, pe un numar de linii paralele egal cu numarul bitilor care compun octetii. În exteriorul PC-ului, exista si o alta modalitate, mai ales daca distanta este mai mare si viteza necesara nu trebuie sa fie foarte mare. Aceasta modalitate este comunicatia seriala, în care informatia se transmite bit cu bit, pe o singura linie fizica. În practica, pentru o comunicatie seriala sunt necesare minimum 3 fire: unul pentru transmisia într-un sens, altul pentru transmisia în celalat sens si al treilea pentru masa (pentru întoarcerea curentului). Adeseori mai sunt necesare si alte linii, pentru semnalarea unor evenimente: de exemplu daca receptorul poate sa primeasca date.
Pentru implementarea unui port serial, un PC contine pe placa de baza un circuit de tip UART (Universal Asynchronous Receiver/Transmitter), încapsulat întrun circuit VLSI alaturi de alte circuite în interiorul puntii de sud. În principiu, procesul de transmitere seriala (asincrona) a datelor este în felul urmator: UCP transmite un octet circuitului UART. Acesta îl preia si îl memoreaza într-un registru, dupa care transmite bitii octetului unul câte unul pe linia seriala.
Fiecare octet este precedat de un bit de start (o tranzitie de pe 1 logic pe 0 logic), iar la sfarsitul octetului este inserat optional un bit de paritate (pentru detectia eventualelor erori) si 1 sau 2 biti de stop (pe 1 logic) La celalalt capat al liniei este un alt UART care dupa ce detecteaza bitul de start, „despacheteaza” ceea ce a împachetat primul UART. Când a primit toti bitii (întregul octet), el face o cerere de întrerupere catre propriul UCP, pentru ca aceasta sa preia octetul. Un circuit UART poate transmite date cu diferite viteze: 9600, 19200, 38400 bps, (biti pe secunda) viteza maxima fiind 115200 bps, care, datorita bitilor de încadrare de la transmisia asincrona devine aproximativ 11,5 kBps. Exista si un standard care precizeaza aceste aspecte legate de comunicatia seriala, numit RS 232. Un PC are un port serial de uz general, numit COM 1. Pentru acest port se foloseste conectorul cu 9 pini de tip tata (male), numit DE9. În cadrul PC-ului, de asemenea tastatura si mouse-ul comunica cu acesta printr-o interfata seriala.

Tastatura se conecteaza la PC printr-un conector special (exista 2 modele: DIN, cu 5 pini, sau mini-DIN cu 6 pini, numit si PS/2) care poate fi utilizat numai în acest scop. Interfata seriala este destul de asemanatoare cu cea de uz general descrisa anterior. Circuitul UART aferent este o parte a controlerului de tastatura. Bufferul acestuia este localizat în memoria principala a PC-ului, unde este disponibil pentru orice program care are nevoie de el.

Mouse-ul se poate conecta la PC prin doua tipuri de conectori. Primul este de tip mini-DIN cu 6 pini, asemanator cu cel al tastaturii, dar diferit din punct de vedere functional, si este folosit pentru mouse-urile de magistrala (PS/2). Al doilea tip este conectorul DE9 de tip tata al portului serial COM1, caz în care cablul mouse-ului este dotat cu un conector DE9 de tip mama. Un astfel de mouse se numeste mouse serial.
In variante mai noi atat tastatura cat si mouse-ul folosesc porturile USB pentru conectarea cu pc-ul.


Portul paralel
Portul paralel al PC-ului, numit LPT, transmite la fiecare moment de timp un octet, având astfel 8 linii de date, câte una pentru fiecare bit al octetului.
În momentul când IBM a lansat PC-ul, l-a dotat cu o interfata de imprimanta care folosea un port paralel. Interfata respectiva a fost dezvoltata initial de firma Centronix, care folosea un cablu cu câte un conector „micro ribbon” de 36 contacte la fiecare capat. IBM a considerat ca un astfel de conector ar fi prea mare pentru a încapea pe placa de extensie din PC, asa ca a ales pentru portul paralel cupla de DB25 de tip mama. Asadar, pentru a conecta o imprimanta la calculator este nevoie de un cablu cu un conector DB25 tata la un capat si unul de tip „micro ribbon” tata de 36 de contacte la celalalt capat (în acest conector exista mai multe contacte legate la masa).
În principiu, comunicatia calculator-imprimanta prin portul paralel se face în felul urmator: UCP trimite datele catre imprimanta plasând octetul pe cele 8 linii de date ale portului. În continuare, transmite un impuls pe o alta linie, numita strob, care informeaza imprimanta ca octetul este disponibil. Dupa primirea impulsului de strob, imprimanta citeste octetul iar apoi transmite înapoi catre PC, pe o alta linie numita acknowledge (confirmare), un impuls care spune portului ca poate pregati urmatorul octet. Astfel, PC-ul transmite date cât de repede le poate prelua imprimanta.
O interfata paralela standard este capabila sa transmita date cu rate de la 50 la 150 kB/s. Aceasta viteza este limitata în principal de câte actiuni trebuie sa execute UCP pentru a trimite în exterior fiecare octet, precum si de viteza magistralei. Desi initial, portul paralel al calculatorului avea rolul de a transmite date catre imprimanta, ulterior a devenit evident ca ar fi foarte bine sa se poata si receptiona date prin port. Astfel, variantele ulterioare de PC-uri au fost dotate cu porturi bidirectionale (adica porturi de intrare si de iesire), care permit rate de transfer pentru operatiile de intrare, comparabile cu cele de iesire.
   În prezent însa, portul serial si paralel încep sa nu mai fie prezente pe placile
de baza ale calculatoarelor, fiind considerate învechite, locul lor fiind luat treptat de
magistrala USB. Totusi, exista înca echipamente care se pot interfata cu PC-ul prin
aceste porturi, încât cunoasterea lor este înca necesara.

Portul Video


Portul Video reprezinta iesirea placii sau adaptorului video si este destinat conectarii monitorului. Este caracterizat printr-o cupla DE 15 mama, cu contacte pe 3 rânduri.
 La aceasta cupla se conecteaza printr-un cablu adecvat (cu o cupla DE 15 tata)
monitorul.





                Magistrale interne
  


  Magistrala PCI
Magistrala ISA devenise prea lenta în raport cu noile versiuni de UCP, ale caror frecvente de tact treceau de 33 MHz. În plus magistrala de date avea 32 de biti. Asa ca devenise imperios necesar ca o noua magistrala sa fie inclusa în PC-uri. Asa a aparut magistrala PCI (Peripheral Component Interconnect) impusa de firma Intel.

Magistrala PCI înseamna regândirea modului de interconectare a partilor unui PC. Initial erau luate în calcul numai partile interne ale unitatii de sistem, dar apoi modelul PCI a inclus si modalitatile de conectare ale pieselor exterioare acelei cutii. S-a dorit ca PCI sa fie un mijloc mai eficient de conectare a circuitelor din jurul UCP,
iar aceasta interconectare sa devina mai putin dependenta de tipul UCP.
  Initial, magistrala PCI avea de doua ori mai multe linii de date si putea opera de 4 ori mai repede decât magistrala ISA (adica 32 de biti de date si o frecventa de tact de 33 MHz), rezultând o rata de transfer (se mai numeste largime de banda) de 133 MB/s.
  Rata de transfer se calculeaza prin relatia:
ftact x N, unde N reprezinta numarul de octeti al magistralei de date.
În acest caz 1MB/s reprezinta 106 octeti/sec.
Conectoarele aveau 120 de conexiuni. Variantele ulterioare puteau lucra cu o frecventa de 66 MHz sau 133 MHz (varianta PCI-X) si magistrala de date de 64 biti. În acest caz, conectorul mai contine o sectiune cu înca 64 de contacte. Ca si unele dintre placile ISA mai noi, magistrala PCI accepta configurarea automata a sistemului (plug-and-play). Fiecare placa PCI trebuie sa dispuna de o unitate de stocare a propriilor date de configurare. În procesul de configurare, sistemul citeste si scrie datele stocate aici.
Multi producatori de PC-uri au introdus-o în calculatoarele lor si multi alti producatori au început sa faca placi de extensie PCI (placi video, interfete de hard disc, placi de retea, acestea fiind placile pentru care viteza mai mare a magistralei PCI este într-adevar vitala).În ultimul timp a aparut o magistrala numita PCI Express, compatibila software cu PCI, dar diferita din punct de vedere hardware, deoarece datele circula
serial (!). Se stie ca, teoretic transferul serial al datelor este mai lent decât cel paralel din simplul motiv ca se desfasoara pe o singura linie (de fapt doua, daca se considera si masa). Totusi, transferul paralel are doua dezavantaje, la viteze foarte mari: apar interferente între linii, datorate cuplajelor magnetice, respectiv apar întârzieri, ceea ce face ca la receptie datele sa poata fi eronate. Pentru a înlatura aceste dezavantaje, magistrala PCI Express foloseste transferul serial, care poate avea o frecventa de tact suficient de mare. Astfel, viteza de transfer realizata de varianta standard (care contine o pereche de linii, una pentru un sens, alta pentru celalalt numita lane – ulita!) este de 250 MB/s. Exista si în acest caz versiunile PCI Express x 2, x 4,..., x 32 care se obtin prin combinarea mai multor elemente standard (lane).

Imaginea de mai sus prezinta comparativ conectorii magistralei PCI Express cu cel de tip
PCI.

   Magistrala AGP (Accelerated Graphics Port)
În varianta initiala (1996), magistrala AGP lucra cu un tact de 66 MHz si o magistrala de date de 32 de biti, transferând o data (adica 32 biti) pe ciclu (o perioada a frecventei de tact). A rezultat o viteza de transfer de 264 MB/s. Urmatoarea varianta, chiar daca folosea tot o magistrala de date de 32 biti si-a dublat viteza prin aceea ca putea transfera 2 date pe durata unui ciclu (o data pe front crescator, cealalta pe front descrescator). A fost notata AGP 2x. Ulterior au fost create modelele AGP 4x si AGP 8x.

În placile de baza ale PC-urilor poate fi gasit un conector de tipul AGP, unde se introduce placa video. În ultimul timp însa conectorul de tip PCI Express tinde sa-l înlocuiasca, având an vedere si tendinta producatorilor de placi video.






     Magistrala IDE
  Magistrala IDE (Integrated Device Electronics) este o parte a magistralei ISA, care trebuie sa accepte unitati de disc sau alte asemenea dispozitive (unitati de CD, DVD, unitati de banda magnetica), redirijata spre un conector special, pentru a economisi sloturile ISA. Este cunoscuta si sub numele IDE/EIDE (Extented IDE) sau ATA (Advanced Technology Attachment).

  Un „canal” IDE este destinat utilizarii în interiorul unitatii de sistem a PC-ului (spre deosebire de SCSI care permite o extindere externa).
La început, hard discurile, desi aveau înglobate ceva componente electronice, mai aveau nevoie si de un controler situat pe o placa speciala, care era situata într-un slot de extensie si era legata la hard disc printr-un cablu de tip panglica. Apoi, aproape tot ce era necesar pentru functionarea si interfatarea cu PC-ul a fost pus pe unitatea de disc, dar a rezultat o placa mare care ocupa un slot ISA si mai obtura înca unul. În fine, circuitele electronice si-au redus si mai mult dimensiunea, încât puteau fi puse în totalitate pe unitatea de disc. Astfel, unitatea s-a numit Integrated Device Electronics (IDE), si se conecteaza la placa de baza printr-un cablu panglica cu 40 de fire.Pe un astfel de cablu se pot conecta doua unitati IDE, dintre care una trebuie sa fie principala (master), iar cealalta secundara (slave). Pe cutia fiecarui dispozitiv IDE exista jumperi (contacte) care permit stabilirea functiei de master sau slave.
  Exista sisteme BIOS care permit alocarea automata, daca fiecare dispozitiv IDE are pus jumperul in pozitia „cable select”. O placa de baza are doua conectoare pentru dispozitive IDE, încât pot fi conectate pâna la 4 astfel de dispozitive. Tot pe placa de baza, în apropierea celor 2 cuple pentru canalele IDE exista cupla cu 34 de contacte destinata unitatii de discheta, al carui controler este situat pe placa de baza.
  Când sunt instalate doua unitati (doua controllere), ambele receptioneaza toate comenzile sistemului, dar fiecare raspunde doar la comenzile adresate ei.. Adica, controllerul unei unitati nu raspunde atâta timp cât lucreaza cealalta unitate. IDE este o interfata paralela pe 16 biti.
Rata de transfer a interfetei IDE a crescut continuu, în functie de versiunile aparute. Astfel, rata are valori în gama 4...16 (modul PIO sau modul DMA), sau 16, 33, 66, 100 sau 133 în modurile ultra-DMA, toate valorile fiind în MB/s.

       Magistrala SATA (serial ATA)


Aceasta magistrala a aparut în anul 2004, fiind versiunea seriala a magistralei IDE (ATA sau parallel ATA) pe care tinde sa o înlocuiasca.
Pe placa de baza a unui PC exista 4-6 conectori SATA, fiecare conector având 7 pini Aceasta interfata elimina folosirea jumperilor pentru Master Slave, permite deconectarea/conectarea hard discului si când calculatorul este sub tensiune. Este realizata în 3 variante, având urmatoarele rate de transfer 1,5 Gb/s, 3 Gb/s, 6 Gb/s. Aceste rate sunt potrivite în special pentru dispozitivele de stocare de tip SSD, care au rate de circa 240 MB/s la citire si 70 MB/s la scriere.
Pentru conectarea hard discurilor dotate cu interfata IDE pe o placa de baza cu conectori SATA, exista adaptoare SATA-IDE. Este disponibila de asemenea în varianta e-SATA (external SATA), care permite conectarea exterioara a hard discurilor.

   Magistrala SCSI 
SCSI (Small Computer System Interface) este o varianta alternativa pentru conectarea hard discurilor în interiorul unui calculator, folosita initial la calculatoarele Macintosh, dar apoi si la PC-uri.
Avantajele utilizarii hard discurilor SCSI sunt doua: rata de transfer mai mare si posibilitatea conectarii mai multor hard discuri la calculator. Magistrala SCSI exista în varianta pe 8 biti sau pe 16 biti.
Pentru a implementa o astfel de magistrala, este necesar un controlor SCSI, introdus într-o cupla ISA (PCI). La acest controlor se poate conecta intern (în calculator) un hard disc SCSI, iar extern, la o cupla a controlorului accesibila în exteriorul calculatorului, înca maxim 7 dispozitive SCSI (alte hard discuri, unitati de CD-ROM sau CD-RW, chiar si imprimante). Fiecare astfel de dispozitiv are un identificator unic (adresa) între 0 si 7. De asemenea, fiecare dispozitiv are doi conectori, unul pentru intrare si unul pentru iesire. Iesirea unui dispozitiv este conectata prin cablu la intrarea urmatorului, adica dispozitivele sunt conectate în serie. Ultimul dispozitiv trebuie sa contina un terminator pentru a preveni interferenta dintre reflexiile de la sfârsitul magistralei SCSI si alte date de pe magistrala (acesta absoarbe energia undei). Daca magistrala este pe 16 biti, numarul dispozitivelor care se pot conecta este 16 (inclusiv controlorul).
Controlorul SCSI poate permite dispozitivelor SCSI sa comunice între ele în

sensul transferului de date, fara ca acesta sa mai intervina. Mai mult, toate
dispozitivele SCSI pot rula în acelasi timp. IDE sau EIDE permit ca numai un singur
dispozitiv sa fie activ la un moment dat.
Cablul cel mai des întâlnit pentru SCSI are 50 de fire.

Rata de transfer are valori de tipul 4, 8,..., si pâna la 320 sau 640 MB/s.
Hard discurile SCSI sunt folosite în majoritatea statiilor de lucru UNIX de tip SUN, în calculatoarele Macintosh dar si în PC-urile profesioniste, în special în serverele de retea.

       Magistrala USB

Din cele prezentate pâna în prezent rezulta ca exista destul de multe posibilitati de a
conecta diferitele echipamente de intrare-iesire la un PC. Unele necesita desfacerea
cutiei calculatorului (care bineînteles ca trebuie sa fie deconectat de la reteaua de
alimentare) si introducerea unei placi de extensie într-unul din conectorii PCI sau ISA. Daca placile nu sunt de tip PnP, acestea au comutatoare sau jumpere care trebuie configurate. Apoi trebuie reconectat calculatorul. Altele pot fi conectate la una din cuplele magistralelor standard (paralel, serial), însa numarul acestora este limitat, si în plus nu asigura o viteza de transfer suficienta. Apoi, exista nenumarate tipuri de conectori si, respectiv, cabluri. În concluzie, conectarea acestor echipamente era dificila.
Magistrala USB (Universal Serial Bus) a fost introdusa pentru a înlatura toate aceste neajunsuri.
Obiectivele pe care si le-au propus realizatorii acestei magistrale (companiile Compaq, IBM, Intel, Microsoft, etc.) au fost:

1. Utilizatorii nu trebuie sa aibe de pozitionat comutatoare sau jumpere pe placi sau echipamente.
2. Pentru a instala noi dispozitive de I/O, utilizatorii nu trebuie sa deschida cutia calculatorului.
3. Trebuie sa existe un singur tip de cablu, pentru conectarea tuturor dispozitivelor.
4. Atasarea a pâna la 127 de dispozitive la un singur calculator.
5. Dispozitivele trebuie sa poata fi instalate în timp ce calculatorul functioneaza (hot
plug and play).
6. Dupa instalarea unui nou dispozitiv sa nu trebuiasca sa fie repornit calculatorul.
USB îndeplineste toate aceste conditii. Este proiectata pentru dispozitive de viteza redusa si medie (tastaturi, mouse-uri, camere de luat vederi, scanere, imprimante).
Dispozitivele care se conecteaza sunt de doua tipuri:
-functii, care sunt dispozitive care se ataseaza individual la magistrala USB (tastatura,
mouse, camera digitala, imprimanta);
-distribuitoare (imaginea alaturata), care pun la dispozitie puncte suplimentare de conectare la
magistrala USB, permitând atasarea mai multor dispozitive distribuitoare sau functii;
fiecare punct de atasare se numeste port, existând distribuitoare cu 4 sau 8 porturi.

Calculatoarele sunt dotate cu 4-8 conectori USB.
Fiecare astfel de conector este considerat un distribuitor radacina (root hub), care este legat în interiorul PC-ului, la placa de baza. La fiecare conector USB se pot conecta prin cabluri dispozitive de tip functie sau distribuitoare. Astfel, topologia unui sistem USB este sub forma de arbore, cu radacina în conectorul calculatorului.

Cablul de conexiune contine 4 fire: doua pentru transmiterea datelor, unul pentru

alimentare (+5V), unul pentru masa. Alimentarea poate fi folosita de dispozitivele
care au consum redus (de exemplu, mouse-ul), iar cele care au un consum mare (de
exemplu, un difuzor) trebuie sa aibe alimentare proprie.
Cablurile de conexiune au doua tipuri de conectori: A (pentru conectare la PC sau la portul unui distribuitor, având o forma dreptunghiulara în sectiune) si B (pentru conectare la dispozitiv, având o forma patrata în sectiune).
Au fost realizate 3 variante ale standardului care defineste aceasta magistrala:

USB 1.0, USB 1.1 (foarte apropiate)
Permitea rate de transfer de 1,5 Mb/s (valoarea minima) si 12 Mb/s (valoarea
maxima).
USB 2.0
În acest caz, rata maxima de transfer a ajuns la 480 Mb/s. Când se conecteaza un nou dispozitiv de I/O hub-ul radacina detecteaza acest eveniment si întrerupe sistemul de operare. Apoi, sistemul de operare interogheaza dispozitivul, pentru a determina ce este si ce latime de banda necesita. Daca sistemul de operare accepta banda, asociaza dispozitivului o adresa unica (între 1 si 127) si încarca adresa în registrul de configurare. Toate dispozitivele partajeaza latimea de banda, adica pentru fiecare dispozitiv adaugat, magistrala va fi mai lenta.
Indiferent câte dispozitive sunt conectate, se foloseste o singura întrerupere IRQ. USB suporta trei moduri de lucru:
-întrerupere, pentru dispozitive care nu necesita viteza mare: tastatura, mouse-ul;
-izocron, pentru dispozitive care lucreaza în timp real: microfoane, difuzoare;
-bulk, pentru dipozitive care necesita cantitati mari de date, si permit corectia erorilor, dar nu lucreaza în timp real, cum ar fi imprimantele.

   Magistrala IEEE 1394 sau FireWire a fost a doua magistrala alaturi de USB,

introdusa pentru a compensa dezavantajele celorlalte. Este asemanatoare cu USB.
Este tot o interfata seriala, dar care functioneaza cu rate de transfer mai mari.
Ratele de transfer tipice sunt: 400 Mb/s, 800 Mb/s si 3200 Mb/s.
Cablul de conexiune contine 6 linii: 2 pentru alimentare, si 2 perechi de 2 fire pentru
semnal (numite Signal Pair A si Signal Pair B). Exista si varianta cu 4 linii, în care nu exista alimentarea.


Este folosita în special în domeniul multimedia (camere video digitale).
A fost introdusa de Apple Computer sub numele FireWire, care nu a permis si altor
firme sa o foloseasca sub acest nume.
Se pot conecta pâna la 63 de dispozitive.
Conectarea dispozitivelor se face în serie, prin înlantuire, fiecare având doi conectori.
Se pot folosi si distribuitoare, daca se doreste schimbarea dispozitivelor în timpul
functionarii. Nu necesita un calculator (host), adica pot fi conectate de exemplu doar
doua dispozitive.

Niciun comentariu:

Trimiteți un comentariu

Rețineți: Numai membrii acestui blog pot posta comentarii.