Sisteminė magistralė

Sisteminė magistralė (FSB – front side bus arba system bus) – dvikryptė duomenų magistralė, kuri perneša elektroninį informacijos signalą tarp procesoriaus (CPU) ir kitų įrenginių (RAM, vaizdo plokščių magistralės, kietieji diskai, BIOS ir kiti).

1975 m. kompiuterio sisteminė magistralė sužymėtais kontaktais (viršuje dešinėje duomenų, toliau adreso, apačioje kairėje įvairūs valdymo signalai. Šiame kompiuteryje prie horizontalioje plokštėje įrengos magistralės vertikalai jungiami įvairūs ją naudojantys moduliai (nuotraukoje matyti tik vienas).

Pirmuosiuose kompiuteriuose signalai magistrale būdavo perduodami tik tarp procesoriaus ir kurio nors kito įrenginio. Šiuolaikine magistrale duomenys gali būti perduodami ir tarp dviejų periferinių įrenginių (tarkim, atminties ir grafikos išvedimo schemos). Dažniausiai duomenys vienu metu gali būti perduodami tik tarp dviejų įrenginių, tačiau žinomi magistralės segmentatoriai kurie laikinai "padalija" magistralę, ir tuomet tarpusavyje informacija vienu metu gali keistis gali ir keletas įrenginių porų.

Skirtingų kompiuterių magistralės gali skirtis, tačiau iš esmės visada būna adreso, duomenų ir valdymo signalų grupės. Įprastinėje magistralėje signalai būna dvejetainiai. Visų išorinių įrenginių ir procesoriaus vienavardžiai magistralės signalų kontaktai sujungiami tarpusavyje. Tai leidžia nesunkiai pridėti naujus įrenginius (tarkim, išplėsti atmintį), kadangi jokių jau esančių sujungimų keisti nereikia.

Adreso signalai

Adreso signalų grupė perduoda dvejetainį skaičių, nusakantį į kurį išorinį įrenginį ar atminties ląstelė šiuo metu kreipiasi procesorius ar kitas "aktyvus" įrenginys. Šis "aktyvus įrenginys" ir yra atsakinga už adreso signalo formavimą. Pavyzdžiui, Intel 8080 procesorius turėjo 16 adreso signalų, kurie dvejetaine sistemą perduodavo vienos iš 65536 atminties ląstelių adresą.

Paprasčiausiuose kompiuteriuose signalus adreso magistralėje formuoja tik procesorius. Kiti aktyvūs įrenginiai atsirado todėl, jog tiesiogiai nustatant adresą ir rašant į atmintį ne per procesorių galimas daug didesnis duomenų perdavimo greitis. Diskų kontroleriai ir kiti panašūs įrenginiai į atmintį paprastai kreipiasi tiesiogiai (procesorius tuo metu turi elektriškai "atsijungti" nuo adresų magistralės).

Duomenų signalai

Duomenų signalų grupė perduoda informaciją. Duomenų magistralės signalus formuoja duomenis perduodantis įrenginys ir nuskaito duomenis priimantis įrenginys. Visi prie magistralės prijungti įrenginiai turi sugebėti elektriškai atjungti savo duomenų išėjimą nuo magistralės, kad jis netrukdytų keistis informacija kitiems įrenginiams. Pavyzdžiui, Intel 8080 procesorius turėjo 8 duomenų signalus kurie vienu metu perduodavo vieną ASCII simbolį ar nedidelį skaičių.

Valdymo signalai

Valdymo signalai nusako duomenų perdavimo kryptį ir kai kada įrenginio tipą (atmintis ar įvedimo/išvedimo įrenginys). Pavyzdžiui, Intel 8080 procesorius turėjo tik du pagrindinius valdymo signalus ("procesorius skaito" ir "procesorius rašo"), tačiau dauguma net ir šį procesorių naudojančių kompiuterių valdymo signalų turi daugiau.

Naujausiuose kompiuteriuose yra naudojamos antro lygio ir trečio lygios atmintys (L2 ir L3), kurios per back side bus jungiamos tiesiai prie CPU. Jos yra greitesnės nei RAM atmintis jungiama prie sistemos per sisteminę magistralę (FSB).

Teorinis didžiausias sisteminė magistralės duomenų pralaidumas priklauso nuo konkrečios magistralės pločio (laidumo), jo dažnio ir duomenų persiuntimo per 1 taktą. Pvz., 32-bit (4-bitų) pločio (laidumo) FSB su 100 MHZ dažniu, atlieka 4 persiuntimo per 1 taktą ir turi maksimalų 1600 MB/s pralaidumą. Persiuntimų skaičius per taktą priklauso nuo naudojamos technologijos, pvz., GTL+ teikia 2 persiuntimus/taktą, EV6–4 persnt./taktą ir AGTL+ – 8 persntm./taktą.

Šaltiniai

1. Процессорный модуль микро-ЭВМ // журнал «Радио». — 1986. — № 4-7.