Локальная шина Local bus. Все описанные ранее шины имеют общий недостаток - сравнительно низкую пропускную способность.
Это связано с тем, что шины разрабатывались в расчете на медленные процессоры.
В дальнейшем быстродействие процессора возрастало, а характеристики шин улучшались в основном экстенсивно, за счет добавления новых линий.
Препятствием для повышения частоты шины являлось огромное количество выпущенных плат, которые не могли работать на больших скоростях обмена МСА это касается в меньшей степени, но в силу вышеизложенных причин эта архитектура не играла заметной роли на рынке. В то же время в начале 90-х годов в мире персональных компьютеров произошли изменения, потребовавшие резкого увеличения скорости обмена с устройствами создание нового поколения процессоров типа Intel 80486, работающих на частотах до 66 MHz увеличение емкости жестких дисков и создание более быстрых контроллеров разработка и активное продвижение на рынок графических интерфейсов пользователя типа Windows или OS 2 привели к созданию новых графических адаптеров, поддерживающих более высокое разрешение и большее количество цветов VGA и SVGA . Очевидным выходом из создавшегося положения является следующий осуществлять часть операций обмена данными, требующих высоких скоростей, не через шину ввода вывода, а через шину процессора, примерно так же, как подключается внешний кэш. Такая конструкция получила название локальной шины Local Bus. Рисунки 1 и 2наглядно демонстрируют различие между обычной архитектурой и архитектурой с локальной шиной.
Локальная шина не заменяла собой прежние стандарты, а дополняла их. Основными шинами в компьютере по-прежнему оставались ISA или EISA, но к ним добавлялись один или несколько слотов локальной шины. Первоначально эти слоты использовались почти исключительно для установки видеоадаптеров, при этом к 1992 году было разработано несколько несовместимых между собой вариантов локальных шин, исключи-тельные права на которые принадлежа-ли фирмам-изготови-телям.
Естественно, такая неразбериха сдерживала распро-странение локальных шин, поэтому VESA Video Electronic Standard Association - ассоциация, представ-ляющая более 100 компаний - предло-жила в августе 1992 года свою спецификацию локальной шины. Локальная шина VESA VL-bus Основные характеристики VL-bus таковы.
Поддержка процессоров серий 80386 и 80486. Шина разработана для использования в однопроцессорных системах, при этом в спецификации предусмотрена возможность поддержки х86-несовместимых процессоров с помощью моста bridge chip. Максимально число bus master - 3 не включая контроллер шины. При необходимости возможна установка нескольких подсистем для поддержки большего числа masterов. Несмотря на то, что изначально шина была разработана для поддержки видеоконтроллеров, возможна поддержка и других устройств например, контроллеров жесткого диска. Стандарт допускает работу шины на частоте до 66 MHz, однако электрические характеристики разъема VL-bus ограничивают ее до 50 MHz это ограничение, естественно, не относится к интегрированным в материнскую плату устройствам. Двунаправленная bi-directional 32-разрядная шина данных поддерживает и 16-разрядный обмен.
В спецификацию заложена возможность 64-разрядного обмена.
Поддержка DMA обеспечивается только для bus masters.
Шина не поддерживает специальных инициаторов DMA. Максимальная теоретическая пропускная способность шины - 160 МВ сек при частоте шины 50 MHz, стандартная - 107 МВ сек при частоте 33 MHz. Поддерживается пакетный режим обмена для материнских плат 80486, поддерживающих этот режим . 5 линий используется для идентификации типа и скорости процессора, сигнал Burst Last BLAST используется для активизации этого режима. Для систем, не поддерживающих этот режим, линия устанавливается в 0. Шина использует 58-контактный разъем МСА. Максимально поддерживается 3 слота на некоторых 50-мегагерцовых шинах возможна установка только 1 слота. Слот VL-bus устанавливается в линию за слотами ISA EISA MCA, поэтому VL-платам доступны все линии этих шин. Поддерживается как интегрированный кэш процессора, так и кэш на материнской плате.
Напряжение питания - 5 В. Устройства с уровнем выходного сигнала 3.3 В поддерживаются при условии, что они могут работать с уровнем входного сигнала 5 В. Шина VL-bus явилась огромным шагом вперед по сравнению с ISA как по производительности, так и по дизайну.
Одним из преимуществ шины являлось то, что она позволяла создавать карты, работающие с существующими чипсетами и не содержащие большого количества схем дорогостоящей управляющей логики. В результате VL-карты получались дешевле аналогичных EISA-карт. Однако и эта шина не была лишена недостатков, главными из которых являлись следующие. Ориентация на 486-ой процессор.
VL-bus жестко привязана к шине процессора 80486, которая отличается от шин Pentium и Pentium Pro Pentium II. Ограниченное быстродействие. Как уже было сказано, реальная частота VL-bus - не больше 50 MHz. Причем при использовании процессоров с множителем частоты шина использует основную частоту так, для 486DX2-66 частота шины будет 33 MHz. Схемотехнические ограничения. К качеству сигналов, передаваемых по шине процессора, предъявляются очень жесткие требования, соблюсти которые можно только при определенных параметрах нагрузки каждой линии шины. По мнению Intel, установка недостаточно аккуратно разработанных VL-плат может привести не только к потерям данных и нарушениям синхронизации, но и к повреждению системы.
Ограничение количества плат. Это ограничение вытекает также из необходимости соблюдения ограничений на нагрузку каждой линии. Несмотря на существующие недостатки, VL-bus была несомненным лидером на рынке, так как позволяла устранить узкое место сразу в двух подсистемах - видеоподсистеме и подсистеме обмена с жестким диском.
Однако лидерство было недолгим, поскольку корпорация Intel разработала свою новинку - шину PCI. По мнению компании, VL-bus базировалась на технологиях 11-летней давности и являлась всего лишь заплаткой, компромиссом между производителями. Правда, VESA заявляла, что обе шины могут уживаться совместно в одной системе. Intel соглашалась, что такое соседство возможно, но задавала встречный убийственный вопрос А зачем Справедливости ради, надо сказать, что PCI действительно была избавлена от большинства недостатков, присущих VL-bus. Шина PCI Peripheral Component