21.1.3.1. Локальная шина vesa (vlb)

В своем первоначальном варианте слоты локальной шины использовались почти исключительно для установки видеоадаптеров. К концу 1992 года было разработано несколько локальных шин. Исключительными правами на них обладали только фирмы-изготовители. Отсутствие стандартов сдерживало распространение локальных шин.

Приемлемое решение предложила ассоциация VESA (Video Electronics Standards Association), которая разработала конструкцию стандартной локальной шины, названной VESA Local Bus или просто VLB. Как и в первых конструкциях локальной шины, через слот VLB можно было получить непосредственный доступ к системной памяти, а ее быстродействие равнялось быстродействию самого процессора. По VLB можно было производить 32-разрядный обмен данными между МП и совместимым видеоадаптером, т.е. ее разрядность соответствовала разрядности данных процессора I80486. Максимальная пропускная способность VLB составляла 132 Мбайт/с.

Использование VLB позволяло изготовителям интерфейсных плат жестких дисков устранить еще одно ограничение: низкую скорость обмена данными между жестким диском и МП. Обычный 16-разрядный IDE-накопитель и его интерфейс могут обеспечить скорость передачи данных не выше 5 Мбайт/с, а адаптеры жесткого диска для VLB позволяли увеличить ее до 8 Мбайт/с. В реальных условиях пропускная способность этих адаптеров несколько ниже, тем не менее VLB существенно повышала быстродействие накопителей на жестких дисках.

VLB – стандартизованная 32-битная шина расширения, практически представляющая собой линии шины процессора I80486, выведенные на дополнительные слоты системной (материнской) платы. Конструктивно шина VLB выполнена в виде добавочных слотов, расположенных позади уже существующих системных слотов ШР ISA-16, EISA, МСА (по продольной оси) вблизи процессора. Таким образом, платы адаптеров одновременно вставлялись и в слоты ШР, и в слоты VLB. Слоты шины VLB обычно использовались для подключения графического адаптера и адаптера жесткого диска. Однако существуют системные платы, которые имеют встроенный графический и дисковый интерфейсы с шиной VLB, но сами слоты VLB отсутствуют. С точки зрения надежности и совместимости такой вариант наиболее оптимален, поскольку проблемы совместимости адаптеров и согласования нагрузок для шины VLB стоят очень остро.

При всех своих достоинствах шина VLB имеет ряд недостатков, основными из которых являются:

• Ориентация на процессор I80486. Уже отмечалось, что VLB является по существу продолжением шины процессора I80486, хотя возможно ее использование и с процессором I80386. Для процессоров Pentium была разработана спецификация 2.0 шины VLB, в которой число линий данных было увеличено до 64. Кроме того, спецификация включала аппаратный преобразователь шины Pentium в VLB. Однако дальнейшего развития эта версия не получила.

• Ограниченное быстродействие. Стандарт VLB допускает работу с тактовыми частотами до 66 МГц, но частотные характеристики разъемов VLB ограничивают ее на уровне 50 МГц. Если в компьютере установлен переключатель для повышения тактовой частоты процессора (например, для увеличения ее в два раза), то VLB продолжает использовать в качестве тактовой основную частоту МП.

• Схемотехнические ограничения. К качеству импульсных сигналов, передаваемых по шине процессора, предъявляются очень жесткие требования, причем они могут быть разными для различных типов ИС процессоров. Соблюсти их можно только при определенных параметрах нагрузки каждой из линий шины, т.е. к шине процессора должен быть подключен вполне конкретный "набор" элементов, например внешний кэш и ИС контроллера шины. При добавлении новых плат нагрузка на линии шины возрастает. Если не принять соответствующих мер, это может привести к искажениям импульсных сигналов ("звонам", завалу фронтов, изменениям логических уровней), а в результате – к потерям данных, нарушениям синхронизации и другим сбоям как самого процессора, так и адаптеров VLB.

• Ограничение количества плат. По указанным в предыдущем пункте соображениям количество одновременно используемых адаптеров VLB ограничено. Стандарт VLB допускает одновременную установку трех плат, но это возможно только при тактовой частоте до 40 МГц и малой нагрузке на шину. При ее увеличении и повышении тактовой частоты возможное количество адаптеров уменьшается. При частоте 50 МГц и большой нагрузке разрешается устанавливать всего одну плату VLB.

Указанные недостатки оказались настолько существенными, что в современных IBM PC шина VLB не используется.