Post on 03-Apr-2018
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
1/37
1
Raunarski hardver
Matine ploe 3. deo
Danijel abarkapa, Tehnika kola abac
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
2/37
2
Sabirnicematinih
ploa
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
3/37
3
Sabirnice matinih ploa
Sabirnice, magistrale (eng.-bus) su viziki vodovi, veze ili
konekcije meu komponentama matine ploe kojima seprenose podaci ili signali
Sabirnice se efiniu prema nainu prenosa podataka kaoparalelne ili serijske; Poslednje generacije raunara favorizujuserijski prenos podataka
Karakteristike sabirnica su:o Propusni opseg (ili brzina) koja se obino izraava u Gb/s ili GB/s a
ree u Mb/s i MB/s
o Frekevencija takt-signala (izraava se u MHz ili GHz)
Savremeni raunari imaju najmanje tri tipa sabirnica i svakakomponenta je povezana sa nekom od njih; ipset je mostmeu razliitim tipovima sabirnica
Sabirnice su hijerarhijski definisane pa postoje one sa vedim imanjim propusnim opsezima, viim i niim frekvencijama itd....
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
4/37
4
Sabirnice matinih ploa
Osnovni tipovi sabirnica na ananjim matinim pliama su:
a) FSB (Front Side Bus) ili CPU sabirnica
b) PCI (Peripheral Component Interconnect) sabirnica
c) *AGP (Accellerated Graphic Port) sabirnica
d) PCIe (PCI Express)
e) *ISA (Industry Stanadard Architecture)
f) *AMR (Audio Modem Riser) i *CNR (Communication Networking
Riser) i *ACR (Advanced Communication Riser)
Na savremenim matinim ploama postoje slotovi ili ponoja
za kartice (grafika, zvuna, TV ...) kojima se one povezuju samatinom ploom putem sabirnica
* - Sabirnice koje predstavljaju zastarele standarde
Dananje matine ploe uglavnom koriste PCIe sabirnice
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
5/37
5
FSB sabirnica
FSB sabirnica je glavna sabirnica matine ploe najvedeg
propusnog opsega i esto se naziva External Clock FSB sabirnicu koristi CPU ip za prenos podataka od/ka ke
memoriji, RAM memoriji ili NorthBridge ipu
FSB sabirnica koristi paralelni prenos podatka irine 64-bita,oreene frekvencije i propusnog opsega, to jako zavisi od
kombinacije CPU-ipset na matinoj ploi FSB je tip sabirnice koju koristi Intel na svojim ploama, a pored
nje Intel koristi jo i QPI (QuickPath Interconnect) i DMI (DirectMedia Interface) koje su tip serijskog point-to-point prenosa
AMD na svojim matinim ploama koristi sline tehnologijesabirnica, sa oznakama HT (Hyper Transport) ili UMI (UnifiedMedia Interface), koju karakteriu sline frekvencije i brzine kaoi kod Intel ploa
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
6/37
6
FSB sabirnica
Najede se za komunikaciju ke memorija i CPU jezgra (ili
jezgara) koristi ultra-brza back-side magistrala, dok se veza CPUi sporije RAM memorije ostvaruje front-side sabirnicom
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
7/377
FSB sabirnica
Glavna karakteristika FSB sabirnice je njen propusni opseg
(bandwidth) prenosa podataka ili broj bitova koji se moepreneti u jedinici vremena
FSB propusni opseg se rauna kao proizvod irine sabirnice,
frekvencije takt-signala (FSB clock) i broja prenosa podataka
tokom jednog takt-signala (koji je obino 4 kod Intel CPU a 2
kod AMD CPU ipova)
Primer: za Core 2 Quad Mobile CPU, koji koristi 64-bitnu FSB i
FSB clock od 266MHz dobija se propusni opseg:
8B x 266MHz x 4/takt = 8512MB/s
Kao drugu karakteristiku FSB sabirnice, proizvoai navode
njenu frekvenciju (FSB clock)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
8/378
FSB sabirnica-propusni opseg
FSB (Front Side Bus) kod Intel procesora se rauna kao
System bus*4=Efektivna FSB frekvencija
(400 MHz, 533 MHz, 800 MHz, 1066 MHz, 1333 MHz ili 1600
MHz ko novijih matinih ploa)
Propusni opseg FSB sabirnice se rauna kao:
FSB (Efektivna)*8 /1024 = XX GB/s
System Bus, FSB Bus i Internal (CPU) Bus nemaju iste
frekvencije i funkcije i treba praviti razliku meu njima
System Bus je osnovna sabirnica na matinoj ploi i ima
frekvencije 100/133/266MHz, dok se interni CPU takt dobijakao proizvod sistemske sabirnice i mnoitelja, npr. za CPU
internog takta od 2.5GHz se dobija kao:
2.5GHz=100MHz x 25
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
9/37
DMI sabirnica (Intel)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
10/37
UMI sabirnica (AMD)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
11/3711
PCI sabirnica
PCI sabirnica je bila zamena za spori ISA standard
PCI koristi 32 ili 64-bitni paralelni prenos podataka
Verzije PCI sabirnice:
o PCI 1.0 (1992 g.), 33 MHz, 133MB/s, +5V signalizacija sa slota
o PCI 2.0 (1993 g.) specifikacije PCI slota i konektora
o PCI 2.1 (1995 g.), 66MHz, 266MB/s
o PCI 2.3 (2002 g.) +3.3V signalizacija sa slota
o PCI-X v.1 i v.2 (za servere), 64-bitna, (266MHz ili 2.15GB/s) i
(533MHz ili 4.3GB/s)o Mini-PCI (za laptop raunare)
PCI kartice se koriste kao grafike, zvune, mrene, TV itd....
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
12/3712
PCI sabirnica
Propusni opseg 32-bitne PCI sabirnice se rauna kao
66.6MHz x 4B(32b)=266MB/s
PCI sabirnica koristi 32 ili 64-bitni paralelni prenos podataka
Porana PnP (Plug&Play) tehnika, svi raspoloivi PCI slotovi na
ploi su ravnopravni, kartica se moe postaviti u bilo koji PCI
slot
Nema nikakvih dodatnih poeavanja za PCI kartice (sva
poeavanja su iz BIOS-a)
Dananje matine ploe jo uvek imaju najede jedan ili dva
PCI slota zbog kompatibilnosti sa starijim karticama PCI sabirnicu de vrlo brzo potpuno zameniti PCIe standard
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
13/3713
PCI sabirnica-tipovi slotova
Prve generacije PCI kartica koristile su 5V napon za signalizaciju
sa slota, dok se od PCI 2.3 standarda za napajanje kartica koristinapon od 3.3V, mada najvedi broj PCI kartica koriste oba
napona za svoj rad
Razvijeno je nekoliko tipova slotova za PCI kartice, u zavisnosti
od toga da li se radi o 32-bitnim ili 64-bitnim karticama, kao i u
zavisnosti od toga da li je kartica 3.3V ili 5V
Da bi se obezbedila kompatibilnost oba tipa kartica, usvojen je i
standard Universal PCI slota, u koji mogu da se postave kartice
oba napona
PCI-X slotovi se koriste na serverima i radnim stanicama i koristi
iskljuivo 64-bitni paralelni prenos podataka
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
14/37
14
PCI -slotovi i kartice
Tipovi slotova za 32/64-bitne PCI kartice
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
15/37
PCI-slotovi i
kartice
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
16/37
16
Universal PCI kartica
D-Link mrena PCI kartica
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
17/37
17
PCI kartica-slotovi
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
18/37
18
PCI kartica-slotovi
Adaptec 32bit 5V PCI SCSI kontrolerska karta
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
19/37
19
PCI-X kartica
PCI-X GigabitEthernet karta
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
20/37
20
AGP sabirnica
AGP sabirnica je bila iskljuivo namenjena za grafike karte
AGP koristi 32-bitni paralelni prenos podataka sa frekvencijamado 533MHz
AGP sabirnica je povezana sa MCH ili NorthBridge ipom
Vie se ne koristi u ananjim matinim ploama i zamenjena je
brzom PCIe sabirnicom Verzije AGP sabirnice:
o AGP x1 (66 MHz, 266MB/s)
o AGP x2 (133MHz, 533MB/s)
o AGP x4 (266MHz, 1GB/s)
o AGP x8 (533MHz, 2.1GB/s), to je 10x bre od PCI sabirnice
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
21/37
21
AGP grafika karta
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
22/37
22
AGP sabirnica
AGP grafike karte tipa x1 i x2 za svoj rad koristile su napon sa
slota od 3.3V, dok su kartice x4 i x8 koristile napon od 1.5V Prve ploe sa AGP slotovima dozvoljavale su postavljanje
iskljuivo 3.3V kartica, a da bi se reio problem kopatibilnosti sa
1.5V karticama standardizovana su 3 tipa AGP slotova:
Univerzalni (porava 3.3V i 1.5V grafike karte) 3.3V slot AGP
1.5V slot AGP
1998 g. objavljen je AGP Pro standard za nove 3D grafike karte
vedih snaga, koji se odlikovao uim slotom i vedim brojempinova; ovaj tip slota bio je kompatibilan sa prethodnim
verzijama AGP slotova (bilo koju 3.3/1.5V karticu je bilo
mogude ubaciti u ovaj slot)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
23/37
23
AGP grafika kartica - slotovi
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
24/37
24
AGP grafika kartica - slotovi
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
25/37
25
PCIe sabirnica
PCIe predstavlja tredu generaciju razvoja PCI sabirnice i danas
je standardno zastupljena na svim matinim ploama Za razliku od prethodnih sabirnica, PCIe koristi serijsku
komunikaciju velike brzine za prenos podataka tipa point-to-
point (komunikacija izmeu dva ureaja)
PCIe prenos se zasniva na linijama, vodovima (lanes) koje semogu grupisati radi vedeg propusnog opsega
PCIe se sastoji od 1-16 linija i broj linija koji se koristi u
komunikaciji obeleava se sa x , (npr. PCIe x4 sari 4 linije)
Za grafike karte obino se koristi ultra-brza PCIe x16 sabirnicaili kombinacija dva brza PCIe slota, dok se za sporije kartice
(zvuna, mrena, modem....) koriste sabirnice sa manjih brzina
(PCIe x1, x2 ili x4)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
26/37
26
PCIe sabirnica
PCIe prenos podataka se tokom vremena razvijao kroz
nekoliko standarda Verzije PCIe sabirnice su:
PCIe v.1.0 2.5GHz, 250MB/s po liniji (x1)
PCIe v.2.0 5GHz, 500MB/s po liniji (x1)
PCIe v.3.0 8GHz, 1GB/s po liniji (x1)
PCIe v.4.0 16GHz, 2GB/s po liniji (x1)
Primer: PCIe x16 v.3.0 ima maksimalni teorijski propusni opseg
od 16GB/s (1GB/s x 16 linija) Dananje matine ploe najede imaju kombinacije PCIe
slotova ver.2 i ver.3 (verzija 4 se jo uvek u pripremi i njena
primena se oekuje tokom 2014/15 g.)
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
27/37
27
PCIe sabirnica-nain rada
Linija je dvosmerna, full-duplex, serijska komunikacija velikog propusnogopsega; podaci mogu istovremeno da se alju i primaju, i za svaki smer se
definise zaseban protok podataka PCIe x16 i x8 sabirnice se direktno povezuju sa CPU ipom ili NorthBridge
ipsetom, dok se PCIe x1, x2 i x4 povezuju sa SouthBridge ipsetom
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
28/37
28
PCIe sabirnica
Kljuno poboljanje koje donosi PCIe sabirnica je vedi propusni opseg,
to je postignuto slanjem podataka bit-po-bit mnogo vedim brzinama
nego to je to kod paralelnog prenosa; kod serijskog prenosa nema
problema sa sinhronizacojom podataka, kao to je to sluaj kod
paralelnog prenosa
PCIe omogudava hot-plugging i hot-swapping (zamena kartica dok je
raunar ukljuen), manju potronju i manje profile slotova sa manjekontakata (pinova) na njima; PCIe kartica koristi napone sa matine
ploe od 3.3V i 12V za napajanje
PCIe slotovi na matinim ploama su razliite uine i vai
kompatibilnost napre (kartica PCIe x1 se moe ubaciti u bilo koji
PCIe slot vede brzine npr. X4, x8 ili x16; kartica x16 ne moe sekoristiti na slotu manje brzine npr. X8 ili x1 itd...)
Na boljim matinim ploama postoje po dva PCIe x16 slota da bi se
omogudio CrossFire (AMD) ili SLI (nVidia) uvdojeni reim rada kartica
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
29/37
PCIe x16
PCIe x1
PCIe x1
PCIe x1
PCI
PCIe x4
PCIe x8
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
30/37
30
PCIe sabirnica-slotovi
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
31/37
31
PCIe slotovi - poreenje
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
32/37
Nove matine ploe-instalacija do 4 grafike karte
bi i
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
33/37
33
ISA sabirnica
ISA sabirnica je postojala na prvim generacijama IBM desktop
raunara (1981 g.) kao 8-bitna, da bi kasnije bila proirena na16-bitni paralelni prenos podataka
Radila je na frekvenciji od 8.33MHz i propusni opseg joj je za
ananje pojmove bio izuzetno mali (do 8MB/s)
Kasnije je uveden unapreeni ISA standard (EISA) koje je radiotakoe na 8.33MHz ali je bio 32-bitni, pri emu je ISA slot imao
po 2 reda pinova
ISA kartice su se napajale naponima od +12V, -12V, +5V i -5V i
to su jedine kartice koje su koristile negativne napone
ISA standard je odavno prevazien i danas se ne proizvode
matine ploe sa ovim slotovima; koriste se jos ponegde u
industrijskim raunarima
ISA bi i
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
34/37
ISA sabirnica
AMR CNR i ACR bi i
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
35/37
35
AMR, CNR i ACR sabirnica
AMR, CNR i ACR sabirnice su postojale na pojedinim matinim
ploama ranijih generacija; slotovi su bili malog formata i bili suprevieni iskljuivo za mrene karte, modeme i zvune karte
Cilj je bio koristiti to jeftinije HSP (Host Signal Processing)
kartice koje kontrolie iskljuivo CPU ip; takve kartice su
softverski kontrolisane i nemaju na sebi napredniju
kontrolersku elektroniku pa su jeftine za proizvodnju; poto
CPU preuzima kontrolu rada ovih kartica, performanse CPU ipa
su neznatno slabije
AMR, ACR ili CNR kartice su opcione, i esto su se isporuivale
uz same matine ploe Najede su matine ploe imale samo jedan tip ovih slotova,
najede ili samo CNR ili samo AMR slot
Standardi AMR, CNR i ACR sabirnica danas su prevazieni
AMR CNR i ACR bi i
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
36/37
AMR, CNR i ACR sabirnica
AMR CNR l t i
7/28/2019 Maticne Ploce-3. Dio
37/37
AMR, CNR slotovi