Typy zberníc

FSB Zbernica
Zbernica PC XT
Zbernica ISA
Zbernica MCA
Zbernica EISA

výrazne ovplyvňuje výkon celého PC pomocou nej komunikuje CPU s čipovou sadou a ďalšími komponentmi OP, CACHE atď. Zbernica FSB je 64-bitová a môže pracovať s frekvenciami 66 MHz, 100 MHz, resp. v moderných základných doskách býva takt zbernice aj vyšší ako 400 MHz, hoci „fyzicky“ je zbernica taktovaná nižšie.

Zbernica FSB nie je jedinou zbernicou v súčasných počítačoch. Prakticky vo všetkých počítačoch ako relikvia (pôvodne 8-bitová verzia, neskôr ako 16-bitová) zbernica ISA, ktorú používa ešte stále mnoho rozširujúcich kariet. Aj napriek tomu, že táto zbernica je už technicky prekonaná, „prežila“ všetkých svojich následníkov, počínajúc zbernicou MCA cez EISA až po VL-Bus (VESA Local Bus)

Dnes sa vo vnútri počítača nachádzajú ešte ďalšie

typy zberníc.

	Staršou z nich je zbernica PCI, (pôvodne v roku 1992 pracujúca s frekvenciou 33 MHz, čo umožňuje maximálnu priepustnosť 132 MB/s, o 4 roky neskôr ako 64-bitový variant F).
	Ďalšou je zbernica určená na vysokorýchlostné spojenie grafickej karty so systémom – zbernica AGP (F Accelerated Graphics Port) so šírkou 64 bitov a so zvýšenou pracovnou frekvenciou na 166 MHz, čo umožňuje v základnom režime 1x maximálnu prenosovú rýchlosť 264 MB/s (resp. s úpravou v režime 2x až 528 MB/s. Zdvojnásobnenie prenosovej rýchlosti v režime 2x sa dosiahlo prenosom informácie nielen si nábežnou hranou ale aj zostupnou hranou hodinových impulzov.)
	ACR (Accelerated Communication Riser) – najnovšia zbernica umožňujúca pripojenie rozširujúcich kariet s audioadaptérmi, sieťovými adaptérmi a modemami. Zbernica je spätne kompatibilná s AMR (Audio Modem Riser – rozhranie umožňujúce pripojenie modemu alebo zvukovej karty).

Pracovná frekvencia mikroprocesora:

fCPU = fFSB*násobiteľ

je odvodená od frekvencie systémovej zbernice fFSB. Frekvencia fAGP býva zvolená tak, aby pomer fFSB/fAGP bol od 1/1 do 2/3. Pomer frekvencii fFSB/fPCI od 1/2 až 1/4.

Rozhranie USB (Universal Serial Bus F) – najnovšie rozhranie umožňujúce pripojiť až 128 periférnych zariadení k počítaču, pričom umožňuje ich pripájanie a odpájanie za chodu. Maximálna prenosová rýchlosť tejto zbernice je 12 Mb/s.

V tejto súvislosti treba spomenúť, že v moderných PC sa začal používať väčší formát základnej dosky, ktorý určuje aj väčší rozmer nového typu skrinky počítača. Od staršieho formátu AT o rozmeroch 220 × 270 mm (druhý rozmer nie je záväzný) sa odlišuje novší formát ATX rozmermi 305 × 244 mm (druhý rozmer nie je záväzný). Najpodstatnejší rozdiel oboch modelov základných dosiek je skutočnosť, že konektory na pripojenie periférii sú integrované na základnej doske, vďaka čomu sa zjednodušila montáž dosky do skrinky. Zlepšila sa tiež elektronika ovládania napájacieho zdroja (lepšia možnosť odrušenia zdroja a možnosť diaľkového vypínania a zapínania) a zlepšilo sa umiestnenie mikroprocesora s pohľadu odvádzania zvyškového tepla (pasívny chladič s doplnkovou ventiláciou).

V počítači PC XT bolo navrhnuté firmami IBM a Microsoft (MS) určité lokalizovanie signálov na 62 kontaktnom konektore pre 8-bitovú údajovú zbernicu, 20-bitovú adresovú zbernicu a signály riadiacej zbernice. Procesor 8088 bol pripojený k oscilátoru s frekvenciou OSC = 14,32 MHz (T = 70 ns), ktorá sa delila tak, že procesor 8088 už pracoval s pracovnými cyklami procesora T = 210 ns (f = 4,47MHz). Pritom vykonanie jednej inštrukcia procesora (M – strojový cyklus) trvalo 1 až 4 takty T, ktoré v prípade potreby mohlo byť predĺžené vložením čakacích cyklov Tw. Vstupno/výstupné zariadenia však používali predĺžený pracovný takt o T – takže typické trvanie vykonania jednej inštrukcie so 4 taktami, ktorá spolupracovala s pamäťou bolo Mmem = 4*210 ns = 840 ns a trvanie inštrukcie podporujúcej I/O bolo Mio=(4 + 1)*210ns = 1,05 us - > o jeden takt T dlhšie.

Zbernica ISA (Industry Standard Architecture)

Zbernica ISA bola prvý raz použitá v počítačoch s procesorom radu 80286. Má 16-bitovú údajovú zbernicu a 24-bitovú adresovú zbernicu, štyri kanály DMA a päť vodičov pre úrovne prerušenia IRQ. Dodržuje spätnú kompatibilitu s predchádzajúcou 8-bitovou zbernicou – PC XT bus. Kompatibility je dosiahnuté rozšírením starej 62-vodičovej zbernice o ďalší 36-bitový slot.
Zbernica počítača PC AT so 16-bitovou údajovou zbernicou sa stala základom pre štandard ISA (Industry Standard Architecture). Kompatibilita so zbernicou PC XT bola zaručená pridaním ďalšieho 32-kontaktového konektora k pôvodnému 62-kontaktovému, takže celkom 98 kontaktov je k dispozícii pre adaptéry so 16-bitovou údajovou zbernicou. Niektoré signály sú prítomné zdupľované na oboch konektoroch, aby bola zachovaná kompatibilita používania pre adaptéry s 8-bitovou a 16-bitovou údajovou zbernicou. Aby bolo zachované obdobné časovanie I/O zariadení ako pri PC XT pri používaní vyššej taktovacej frekvencie CLK vkladajú sa pri vykonávaní I/O inštrukcii dodatočné čakacie cykly Tc.

Zbernica MCA (Micro Channel Architecture)

Zbernica počítačov IBM PS/2 model 50, 60, 80, vyhovujúca pre 16/32-bitové údaje. Používa iné riadiace signály a konektory a preto nekompatibilná s ISA. Okrem toho jej využívanie bolo viazané na licenčné poplatky v prospech IBM. Pri komunikácii s I/O alebo pamäťou používa buď predĺžený asynchrónny cyklus ( > 300 ns), alebo menej často predĺžený synchrónny cyklus (300 ns).

Zbernica EISA (Enhanced Industry Standard Architecture)

Keďže IBM začala používať v počítačoch PS/2 zbernicu MCA, nekompatibilnú so zbernicou ISA a viazanú na licenčné poplatky pri používaní, dohodli sa ostatní vplyvní výrobcovia počítačov (Gang of Nine – HP, Compaq, Epson, NEC, Olivetti…) na rozšírení konektora zbernice ISA o 59 kontaktov, teda celkom na 157 kontaktov a zaviedli štandard zbernice EISA (Extended ISA), ktorý je vďaka vhodnému pripôsobeniu kontaktov konektora kompatibilný so zbernicou ISA a je vhodný aj na 32-bitovú architektúru počítačov. Konektor EISA je „dvojposchodový,“ horné kontakty sú určené pre ISA, dolný rad pridáva aj kontakty EISA. Napriek vtipnému riešeniu na zuniverzálnenie zberníc ISA a EISA sa zbernica EISA prestala časom používať, pretože takáto koncepcia neumožňovala efektívne používať vysoké frekvencie procesorov rodiny Pentium. V moderných PC dostala prednosť koncepcia lokálnych zberníc, resp. neskôr nová architektúra modulu mikroprocesora, s procesorom a vyrovnávacou pamäťou (cache), ktorý sa pripája k systémovej zbernici s pomocou špeciálneho konektora (socket).