Универсальные последовательные шины

В 2003-2004 годах произошли революционные изменения в интерфейсных системах ЭВМ: сначала произошел переворот в сторону последовательных интерфейсов, а в 2004 году стали активно развиваться и беспроводные интерфейсы.

Тенденция перехода на последовательные и беспроводные интерфейсы связана с усложнением функциональности интегральных микросхем (специальным кодированием и декодированием данных, устранением сложных процедур синхронизации каналов, эффективной защитой от ошибок, оптимизацией маршрутизации, поддержкой режима «горячего» подключения устройств и др.).

Последовательные интерфейсы используют вместо широченных многожильных (до 64 жил) шлейфов и кабелей 2-8-жильные. То есть они проще и удобнее параллельных и, как это ни парадоксально, могут быть и существенно более скоростными. Пропускная способность последовательных интерфейсов увеличивается ввиду соединений с устройствами по типу «точка—точка» вместо общей шины и уменьшения паразитных индуктивностей и емкостей проводов, а следовательно, и возможности работы на более высоких рабочих частотах. Так, рабочие частоты параллельных интерфейсов лежат в пределах десятков- сотен мегагерц, а последовательных — до десятка гигагерц (например, последовательный интерфейс PCI Express имеет рабочую частоту 2,5 ГГц).

Первыми на последовательные интерфейсы перебрались клавиатуры, мыши, модемы, принтеры и сканеры, а с 2003 года эта тенденция наблюдается и для прочих внешних устройств, включая дисковую память (интерфейсы USB, SATA, SAS и др.). Есть попытки перевода на эти интерфейсы и системы оперативной памяти (технология Rambus).

Основные достоинства последовательных интерфейсов:

□ большая гибкость и функциональность шин;

□ удобство отладки и использования ввиду переноса «центра тяжести» выполнения этих технологий на микросхемы;

□ высокая пропускная способность из-за снижения паразитных индуктивностей и емкостей в линиях связи и отсутствия сложных процедур синхронизации;

□ миниатюризация и снижение стоимости монтажа, сокращение количества контактов, проводов, экранов;

□ возможность «горячего» подключения устройств, то есть динамического конфигурирования системы и ее масштабирования;

□ облегчение арбитража шин и организации прерываний;

□ лучшая помехозащищенность и надежность работы.