Чипсет (англ. chipset) — набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других. Чипсеты встречаются и в других устройствах, например, в сотовых телефонах и сетевых медиаплеерах.
Рассмотрим устройство функции работу северного моста или системного контроллёра, как его называют более подробно.
Контроллер динамической оперативной памяти осуществляет передачу команд центрального процессора к оперативной памяти, преобразование этих команд в формат, необходимый для обращения к конкретной группе ячеек оперативной памяти. Именно контроллер оперативной памяти является ответственным элементом за все операции, которые производит процессор с оперативной памятью. А операции эти такие: запись данных в оперативную память, чтение данных из оперативной памяти, модификация данных в оперативной памяти.
Структурная схема северного моста
Контроллер динамической оперативной памяти состоит из таких элементов:
- устройство управления;
- устройство записи;
- устройство считывания;
- дешифратор
- дешифратор столбцов;
— Как уже отмечалось ранее, каждая фирма, которая занимается разработкой и производством чипсетов решает эти вопросы своим путём. Многие решения могут быть практически одинаковыми, но могут и различаться. Это является во многом фирменным секретом и огласке могут предаваться сведения, способствующие продвижению продукта на рынке. Кроме того, развитие идёт постоянно, и поэтому внутреннее устройство как чипсета в целом, так и конкретно северного моста, может меняться. Например, уже наметилась тенденция размещать тот же контроллер оперативной памяти в один корпус с процессором.
Рассмотрим теперь интерфейс системной шины. Он отвечает прежде всего за взаимодействие процессора с остальными устройствами подключенными к северному
«Основные устройства компьютера»
... правило, являются несъемными: Разъем центрального процессора (ЦПУ) Разъемы оперативного запоминающего устройства (ОЗУ) Микросхемы чипсета (северный ... ПЗУ (BIOS) Контроллеры шин и их слоты расширения Контроллеры и интерфейсы периферийных устройств На схеме изображена ... и практически используемый компьютер с хранимой в памяти программой. Первые ПК: «Кухонный компьютер» (1969) - первый домашний ...
Все эти данные от процессора контроллер шины передаёт контроллеру оперативной памяти, который преобразовывает их, как указывалось ранее, в формат необходимый для работы оперативной памяти. И дальше происходит работа с ячейками оперативной памяти. Соответственно, когда данные поступают от оперативной памяти к процессору, происходит обратное действие. Контроллер оперативной памяти передаёт данные из ячеек на шину, контроллер шины передаёт их в процессор.
В состав северного моста, в зависимости от его внутреннего строения, может входить графический процессор, либо контроллер шины AGP, либо и то, и другое вместе. Графический процессор в этом случае выполняет функции видеокарты, однако его возможности по сравнению с той же видеокартой значительно ниже. Контроллер шины AGP предназначен для взаимодействия видеокарты с процессором и оперативной памятью. Процессор выдаёт команды на выведение той или иной графической информации, контроллер системной шины передаёт эти команды в контроллер шины AGP и затем по шине AGP данные поступают на видеокарту. Видеокарта при помощи своего графического процессора выполняет вывод графической информации на монитор.
В настоящее время шина AGP, видеокарты для разъёмов AGP уже устарели. На смену пришёл новый интерфейс PCIE, получивший развитие на базе шины PCI. Эти интерфейсы рассмотрим позднее. Дело в том, что AGP тоже произошёл от шины PCI, но превосходил её по производительности, что стало необходимостью в результате совершенствования процессоров и видеокарт. Необходимо было передавать довольно большие объёмы информации и шина PCI справиться с этим уже не смогла.
Теперь появилась шина PCI–E, которая практически вытеснила интерфейс и шину AGP, производительность которой перестала удовлетворять требованиям
Ещё один компонент, который может входить в состав северного моста, контроллер межмостовой шины. В своё время межмостовая шина строилась на базе шины PCI. Однако, как это всегда бывает, с необходимостью передавать за единицу времени более большие потоки информации между устройствами, подключенными к северному мосту и устройствами, подключенными к южному мосту, шина PCI перестала соответствовать этим требованиям. Поэтому фирмы–производители чипсетов начали разрабатывать более производительные межмостовые шины. Например, в фирме Intel на базе шины PCI–E разработали межмостовую шину DMI. Пропускная способность шины достигает 2 ГБ в секунду. Другие фирмы, такие как nVidea, AMD, Via, SiS, ATi также имеют опыт в создании подобных шин.
Роль северного моста в
Техническое обслуживание и ремонт переднего моста МТЗ
... Сила блокировки пропорциональна разности сопротивлений качению ведущих колес переднего моста. Конечная передача представляет собой колесный редуктор, который ... ведущей шестерни с вертикальным валом позволяет подрессоривать передний мост при помощи пружины и телескопических труб. Ведомая ... Т-70С, Т-70В 600 2400 9600 -- -- -- МТЗ-80, МТЗ-80Л, МТЗ-82, МТЗ-82Л 600 2400 9600 1050 4200 8400 Т-54В ...
Таким образом, выбрав удачную материнскую плату, вы сможете для своего кошелька снизить расходы при покупке компьютера за счёт того,что сможете купить более производительные процессор, оперативную память и видеокарту когда вам будет удобно.
Современный северный мост включает в себя, как выше было рассмотрено, несколько сложных устройств. Ранее эти устройства выполнялись на отдельных микросхемах. Сейчас они интегрированы в одну. Поэтому северный мост входит в ряд сложных электронных устройств, в составе которого может находиться несколько сот миллионов элементарных транзисторов. Поэтому тепловыделение может быть весьма значительным, что влияет на стабильность работы северного моста. Поэтому он практически всегда несёт на себе радиатор для охлаждения, зачастую с кулером.
Рассмотрим устройство работу функции южного моста материнской платы. Южный мост отвечает за коммутацию и управление устройств ввода–вывода с более быстродействующими устройствами, завязанными на северный мост: процессор, оперативную память и видеокарту. Поэтому функцией южного моста является передача необходимых данных и сигналов управления устройству, подключенному к южному мосту от процессора, оперативной памяти или видеокарты. Обратно устройства южного моста могут передавать данные и сигналы своего состояния устройствам северного моста.
Таким образом, если сравнить чипсет материнской платы с железной дорогой, южный мост является второй узловой станцией от которой наши поезда–информационные потоки достигают конечной станции назначения— на одно из устройств ввода–вывода. Либо станцией, которая формирует эшелоны, в нашем случае, данные и сигналы состояния, для движения до первой станции—северного моста. А северный мост, как узловой центр, доставит эти сигналы конечному необходимомму
Теперь рассмотрим более детально устройства, завязанные на южный мост. Часть из этих устройств имеют свой отдельный контроллер, который взаимодействует с южным мостом, а некоторые из них входят непосредственно в микросхему южного моста. Всё зависит от конкретного исполнения. Устройства, входящие в состав южного моста:
- контроллер шины PCI;
- контроллер шины SMbus;
- контроллер прямого доступа к памяти (DMA);
- контроллер прерываний;
- часы реального времени;
- управление питанием (Power management);
южный мост
В зависимости от исполнения, в состав могут входить звуковой, сетевой, USB контроллеры. Современные южные мосты поддерживают шину PCI-Express.
Коротко разберём основные функции устройств, входящих в состав южного моста.
Одним из важнейших устройств не только самого южного моста, но и компьютера в целом, является контроллер прерываний. Его основной функцией является передача процессору сигнала от переферийного устройства, с тем, чтобы процессор обработал информацию от этого устройства. Кроме этого, контроллер прерываний осуществляет арбитраж этих прерываний. Дело в том, что запрос на прерывания устройства могут передать в любой момент. И возникает ситуация, когда надо решить, прерывание какого устройства в данный момент надо разрешить, то–есть решить вопрос приоритета, назначить порядок и очерёдность разрешения прерываний. Вот это и осуществляет контроллер прерываний. Более подробно работу контроллера прерываний мы рассмотрим позднее.
Элементы и устройства автоматики
... Задающие элементы: Электромагнитные реле Tianbo: автомобильные реле Реле, предназначенные для управления бортовыми устройствами и механизмами автомобилей и других транспортных средств. Основные ... означает управление блокиратором с помощью пульта водителя. 8. Написание программного обеспечения <p16F877.inc> ; Файл внутренних регистров контроллера ; Направление защелок #defineIOLED1 TRISC, 1; ...
Также не менее важным является контроллер прямого доступа к памяти или контроллер DMA. Его использование позволяет достичь в некоторых случаях заметного
Дело в том, что все взаимодействия в компьютере, такие как передача команд, данных между компонентами компьютера происходит через центральный процессор. Если между двумя устройствами должен произойти обмен данными, то центральный процессор сначала считывает данные от первого устройства, а затем передаёт эти данные другому устройству.
Такой режим передачи информации носит название режим PIO, программный ввод–вывод. Этот режим нагружает процессор и скорость его невелика, по сравнению с режимом DMA, который называется прямым доступом к памяти.
Суть режима DMA состоит в том, что устройства между которыми происходит обмен информацией,например, между оперативной памятью RAM и «жёстким» диском, информируют процессор о выбранном режиме, информируют о занятии шины, по которой и будет происходить обмен. Затем они производят обмен информацией и завершают цикл, о чём предупреждают центральный процессор.
Чтобы вы получили представление, насколько режим DMA быстрее режима PIO, приведу такие сравнения. Самый быстрый режим PIO 4 имеет скорость порядка 16–17 мегабит в секунду. Так вот, это скорость самого медленного режима DMA. Самый быстрый режим DMA, называется UltraDMA и имеет скорость порядка 133 мегабит в секунду.
Контроллер шины PCI отвечает за связь между южным мостом и устройствами PCI, которые также являются переферийными устройствами. Например, это могут быть сетевые карты, внутренние модемы, звуковые карты и так далее.
Контроллер шины SMbus отвечает за шину, задачами которой являются вспомогательные функции, такие как контроль за температурой корпуса центрального процессора, или БИОС для определения состава аппаратных средств.
Часы реального времени вырабатывают отсчёты времени каждые 54,936 миллисекунд и вырабатывают прерывание для регенерации памяти, например. А вообще, по этим часам можно сказать и так, живёт вся система, так как на основе этих часов в компьютере задаются свои временные интервалы для каждого из устройств. на основе их строятся сигналы синхронизации, тактирования.
Управление питанием служит для снижения энергопотребления компьютерной системы в целом. Это позволяет экономить ресурсы. Если включен один компьютер, то это не так заметно. А если целая сеть, то экономия электричества будет ощутима. Современные компьютеры умеют включать режим сниженного энергопотребления, когда на компьютерах никто не работает, но они должны оставаться включенными.
Промышленные контроллеры Schneider Electric (Modicon) TSX Micro
... процессоры, чтобы обеспечить достаточно быстрое время сканирования в соответствии самому быстрому событию в процессе. Многозадачная операционная система Modicon ... устанавливаемых модулей. Для лучшего соответствия требованиям пользователя, программируемый логический контроллер (ПЛК) TSX 37 выпускается в нескольких исполнениях: ПЛК ... Являясь основой систем автоматизации, Micro объединяет в себе ...
