Plƒci de Extensie. Magistrale ‍i Porturi

download Plƒci de Extensie. Magistrale ‍i Porturi

of 12

  • date post

    05-Jan-2016
  • Category

    Documents

  • view

    26
  • download

    0

Embed Size (px)

description

operare PC

Transcript of Plƒci de Extensie. Magistrale ‍i Porturi

  • 1

    CAP. 4. PLCI DE EXTENSIE. MAGISTRALE I PORTURI. 4.1. PLCI DE EXTENSIE Comunicarea dintre sistemele de calcul i mediul extern este asigurat prin cuplarea la

    magistrala PC ului a aa-numitelor plci de extensie sau plci utilizator. Aceste plci de extensie sunt realizate pentru a asigura o mare diversitate de funcii. n categoria plcilor de extensie pot fi incluse:

    - plci de achiziie de date de uz general; - plci de intrare-ieire numerice (compatibile TTL, cu optocuploare etc.); - plci de ieiri numerice echipate cu relee pentru comanda unor elemente de execuie; - plci pentru extensie de memorie; - plci de interfa IEEE 488 (GPIB); - plci de reea; - plci modem; - plci pentru comunicaia serial (RS-232, RS-485 etc.); - plci de achiziie i conducere (intrare-ieire) multifuncionale; - plci pentru interfaarea unor senzori (de exemplu termocupluri); - plci de msurare specializate (multimetre, frecvenmetre etc.). Pentru conectarea unei plci de extensie, fiecare PC este prevzut pe placa de baz cu un

    numr de conectoare pentru extensii. n aprecierea expandabilitii unui PC, trebuie avute n vedere, pe lng numrul de conectoare, dimensiunile fizice admisibile ale plcilor de extensie i puterea disponibil de la sursa de alimentare a PC-ului.

    Plcile de extensie sunt conectate prin intermediul magistralei de extensie la placa de baz a calculatorului. n funcie de evoluia tehnologic a echipamentelor, ntlnim mai multe tipuri de plci de baz, de magistrale i de plci de extensie. Pentru a nelege i utiliza mai bine plcile de extensie, vom face o scurt prezentare a plcilor de baz.

    4.1.1.Tipuri de plci de baz Modul de proiectare al PC-urilor moderne este un compromis ntre dou filozofii de

    proiectare opuse: prima abordare este cea a calculatoarelor orientate pe magistral (abordare caracterizat de diversitate, adaptabilitate, posibiliti de extindere) obinute prin montarea elementelor funcionale individuale pe plci separate, iar cea de-a doua abordare este cea a calculatoarelor pe o singur plac (abordare caracterizat de simplitate i economie) obinute prin montarea tuturor componentelor eseniale ale calculatorului pe o singur plac.

    Placa de baz a unui PC include componentele electronice vitale ale acestuia: microprocesorul, memoria i de multe ori circuitele care asigur funciile video i audio. Componentele care se doresc a fi adugate la calculator se conecteaz la magistrala de extensie, care este o parte a plcii de baz. Fiind o component fundamental, placa de baz definete PC-ul i caracteristicile acestuia.

    Ca terminologie, n afara denumirii consacrate de plac de baz se mai ntlnesc denumirile de plac de sistem (system board), plac principal (main board) sau plac mam (motherboard).

    Pe lng faptul c reprezint suportul fizic pentru circuitele eseniale ale PC-ului, placa de baz trebuie s permit i o form oarecare de extindere. Prin urmare, placa de baz (la PC-urile desktop) conine conectoare electrice speciale, numite conectoare de extensie, care permit conectarea plcilor de extensie. Spaiul ocupat de o plac de extensie se numete slot de extensie sau simplu slot. Proiectarea spaiilor de extensie pe placa de baz se face conform unor reguli susinute de standarde.

    Principala caracterizare a plcilor de baz se face dup standardul pe care l respect pentru caracteristicile fizice i electrice ale conectorilor i sloturilor de extensie. Standardele de extensie (de magistral) au trecut printr-o evoluie lung. n prezent, piaa este dominat de standardul PCI (Peripheral Component Interconnect), i singura opiune care rmne este de a vedea dac placa de

  • 2

    baz accept i plci de extensie mai vechi care respect standardele ISA (Industry Standard Architecture) sau EISA (Enhanced Industry Standard Architecture).

    Numrul sloturilor de extensie este un compromis ntre necesitatea de a avea ct mai multe sloturi pentru posibile extinderi i restriciile legate de spaiu i de numrul de circuite de control care cresc preul PC. Spaiul dintre sloturi a rmas neschimbat nc din anul 1982, distana dintre centrele conectoarele de extensie fiind stabilit la 0.8 inci (2.03 cm).

    Evoluia plcilor de baz Prima plac de baz pentru PC-uri a fost cea folosit de modelul original Personal Computer

    lansat de IBM. Aceste plci aveau dimensiunile de 8.5 x 11 inci (21.6 x 28 cm) i aveau 5 sloturi de extensie n colul din stnga spate, montate la intervale de un inci ntre ele. Al doilea model creat de IBM n 1982 a stabilit standardul actual de 0.8 inci ntre sloturi, iar placa de baz avea dimensiunile 8.5 x 12 inci (21.6 x 30.5 cm). Aceast plac, denumit XT, a devenit un standard pentru industria calculatoarelor personale (Fig. 4.1).

    Fig. 4.1. Dimensiunile plcii de baz XT

    Deoarece productorii doreau dezvoltarea unor PC-uri din ce n ce mai puternice,

    dezavantajul plcii XT a constat la acel moment n dimensiunile prea mici ale sale, i prin urmare IBM a dezvoltat placa de baz AT cu dimensiunile de 13.5 x 12 inci (Fig. 4.2). Aceast plac a devenit de asemenea un standard de facto la sfritul anilor 80 i nceputul anilor 90.

    Prin integrarea la scar din ce n ce mai mare a circuitelor, numrul i dimensiunea cipurilor de pe placa de baz au fost reduse pe msura trecerii timpului. Din aceste motive, productorii au fost stimulai s reduc i dimensiunile plcilor de baz, deoarece acest lucru permitea reducerea costurilor. Deoarece poziiile gurilor de prindere i intervalele dintre sloturi de la plcile AT au devenit standarde, inginerii au creat modele mai mici care pstreaz aceste caracteristici. Plcile mai mici compatibile cu modelul AT se numesc mini-AT (8.66 x 13 inci).

    Pentru a aduce o oarecare uniformitate n proiectarea plcilor de baz, industria calculatoarelor personale a creat un nou standard, care pstreaz n mare parte dimensiunile plcii mini-AT, dar aduce inovaii de proiectare care determin i costuri mai mici. Acest nou standard, numit ATX, a fost promulgat de Intel n 1996 (Fig. 4.3). Dimensiunile unei plci ATX sunt de 9.6 x 12 inci (24.4 x 30.5 cm). Dei standardul nu impune configuraia i tipul sloturilor de extensie, au fost vizate modelele ISA, PCI i combinaiile ISA/PCI. Placa permite folosirea tensiunilor de alimentare de 5.0 V sau 3.3 V (cte o surs sau ambele simultan).

  • 3

    Fig. 4.2. Placa de baz AT

    Fig. 4.3. Placa de baz ATX

    Din considerente similare cu cele care au condus la apariia plcii mini-AT, a fost creat

    modelul mini-ATX (8.2 x 11.2 inci). n afara acestor modele de baz (XT, AT, ATX) au fost dezvoltate i alte tipuri de plci,

    cum ar fi modelele LPX, mini-LPX, NLX pentru PC-uri cu profil redus, WTX pentru staiile de lucru etc.

    4.1.2. Tipuri de plci de extensie Dei teoretic o plac de baz ar putea conine toate circuitele necesare pentru construirea

    unui PC, posibilitatea de adugare a unor elemente sau de mbuntire a plcii de baz extinde conceptul de PC. Capacitatea de extindere transform PC-ul ntr-un instrument cu posibiliti aproape nelimitate.

    Plcile cu circuite imprimate care se insereaz n placa de baz sunt adeseori numite plci de extensie. Plcile de extensie sunt difereniate prin standardul pe care l respect interfaa lor sau prin tipul conectorului. De exemplu, o plac de extensie ISA respect standardul de magistral Industry Standard Architecture, iar o plac PCI respect standardul Peripheral Component Interconnect.

    Alte denumiri ntlnite pentru plcile de extensie sunt: plci utilizator, plci de opiuni, plci fiic etc.

  • 4

    Din punct de vedere fizic, placa de extensie este o plac imprimat realizat n tehnologie de montare pe suprafa sau n tehnologii combinate. Un conector de extensie conecteaz placa de extensie la placa de baz, iar o brid de prindere fixeaz placa n interiorul calculatorului i furnizeaz spaiu pentru conectoarele periferice.

    Standardizarea este esenial pentru extinderea PC-urilor. Sloturile, conectoarele, montarea, semnalele i interfaa logic sunt strict definite. Plcile de extensie trebuie s fie compatibile din punct de vedere fizic, electric i logic cu plcile de baz pe care sunt instalate. n primul rnd, o plac de extensie trebuie s ncap n calculator, ceea ce nseamn c standardele dicteaz dimensiunea fizic a plcilor de extensie. Deoarece ntre placa de extensie i cea de baz exist legturi electrice, standardizarea se extinde i asupra conectoarelor electrice, care trebuie s corespund ca tip, dimensiuni i poziie.

    Prototipul plcilor de extensie a fost placa proiectat pentru PC-ul IBM original din 1981. Chiar i cele mai noi calculatoare mai pstreaz cel puin un slot pentru montarea unor astfel de modele vechi, care se mai numesc i plci motenite i care respect standardul ISA.

    Plcile motenite sunt plci care respect standardul Industry Standard Architecture ISA. Dimensiunile critice sunt pentru plcile ISA lungimea maxim a plcii, nlimea i poziia conectorului. Plcile ISA actuale sunt limitate la o lungime maxim de 13.415 inci. Datorit miniaturizrii componentelor, sunt ntlnite des aa-numitele plci scurte, care au lungimea mai mic (placa de extensie nu ajunge la ghidaje).

    Din punct de vedere al nlimii, se ntlnesc plci ISA de nlime XT (4.2 inci) (Fig. 4.4) i plci ISA de nlime AT (4.8 inci) (Fig. 4.5). Standardul EISA accept aceste dimensiuni pentru nlimea maxim a plcilor de extensie.

    Fig. 4.4. Dimensiunile plcilor de extensie ISA de nlime XT

    Fig. 4.5. Dimensiunile plcilor de extensie ISA de nlime AT

    nlimea plcii este important, deoarece carcasele proiectate pentru plci XT nu accept

    plci de nlime AT. Cele mai multe calculatoare moderne bazate pe magistrale PCI nu sunt destul de nalte pentru plci de nlime AT. Prin urmare, prezena sloturilor ISA nu garanteaz posibilitatea de instalare a oricrei plci de extensie ISA. Problema compatibilitii este din ce n ce mai puin important pe msur ce importa