Dienoraštis

Kas yra ISA lizdas?

2024-08-13 16:29:49

Aš. Įvadas: Kas yra ISA lizdas?

An ISA lizdas, trumpinys nuo Pramonės standartinės architektūros lizdas, yra tam tikros rūšies išplėtimo lizdas rasta senesniuose pagrindinės plokštės kuri leidžia vartotojams įdiegti aparatinės įrangos išplėtimo plokštėsIš pradžių pristatė IBM devintojo dešimtmečio pradžioje ISA sąsaja tapo pagrindinis autobusų standartas ankstyvuosiuose asmeniniuose kompiuteriuose. Jis atliko lemiamą vaidmenį leidžiant naudoti tokius įrenginius kaip garso plokštės, tinklo sąsajos plokštėsir modemai prisijungti prie sistemos ir tiesiogiai bendrauti su CPU ir atmintis per sistemos magistralė.

ISA lizdai buvo prieinami 8 bitų ir vėliau 16 bitų versijos, priklausomai nuo pagrindinės plokštės suderinamumo. Nors ISA lizdai dabar iš esmės nebenaudojami pagrindiniuose kompiuteriuose, jie vis dar randami senosios sistemos ir pramoniniai kompiuteriai kur ilgalaikė parama ir aparatinės įrangos stabilumas yra svarbesni už greitį.

Pagrindinės ISA lizdų charakteristikos:

Lygiagretus duomenų perdavimas
Mažesnis autobusų greitis (paprastai 8 MHz)
Rankinis konfigūravimas per trumpiklius arba DIP jungiklius
Naudojimas IRQ linijos ir DMA kanalai

Šiandien ISA lizdo supratimas išlieka aktualus technikams, dirbantiems su įterptosios sistemos, retro kompiuterijaarba palaikant senoji automatizavimo įrangaJo palikimas gyvuoja pereinant prie PCI, PCIeir kitos modernios autobusų architektūros.

II. ISA ištakos: trumpa istorija

The ISA (pramonės standartinė architektūra) pirmą kartą buvo pristatytas IBM į 1981 m. kaip jos dalis IBM asmeninis kompiuteris dizainas. Iš pradžių buvo sukurtas kaip 8 bitų magistralė, tai leido vartotojams prijungti esminius periferiniai įrenginiai pavyzdžiui, spausdintuvus, modemus ir atminties valdiklius. 1984 m., išleidus IBM ATISA standartas buvo išplėstas iki 16 bitų versija, pagerindama savo gebėjimą tvarkyti sudėtingesnius aparatinės įrangos poreikius ir atverdama kelią dešimtmečio dominavimui kompiuterių architektūroje.

ISA buvo sukurta kaip lygiagrečios magistralės architektūra, kur kiekvienas prijungtas įrenginys bendravo su CPU ir RAM per priskirtą Įvesties/išvesties adresai, IRQ linijosir DMA kanalaiSkirtingai nuo šiuolaikinių „plug-and-play“ sąsajų, ankstyviesiems ISA lizdams reikėjo rankinė konfigūracija per megztiniai arba DIP jungikliai, todėl sąranka tampa labiau techniniu procesu.

Žemiau esančioje lentelėje apibendrinta ISA raida:

Versija	Bitų plotis	Įdiegta	Naudojamas
VIENAS 8 bitų	8 bitų	1981 m.	IBM PC, XT
VIENAS 16 bitų	16 bitų	1984 m.	IBM AT, 386, 486 kompiuteriai

Dėl ISA populiarumo ji buvo plačiai pritaikyta. trečiųjų šalių aparatinės įrangos tiekėjai, nustatant jį kaip de facto išplėtimo lizdas standartinis, kol jį palaipsniui pakeitė DAIGAS, PCI, ir galiausiai PCI Express dešimtajame dešimtmetyje.

III. ISA lizdų techninės specifikacijos

The Pramonės standartinė architektūra (ISA) buvo ankstyvojo asmeninių kompiuterių dizaino esminis elementas, tarnavęs kaip pagrindinis išsiplėtimo magistralė daugiau nei dešimtmetį. Norint visapusiškai suprasti jo vietą techninės įrangos istorijoje, būtina išanalizuoti techninės specifikacijos kuris apibrėžė ISA lizdus.

Bitų plotis ir duomenų perdavimas

ISA lizdai buvo prieinami dviem konfigūracijomis:

8 bitų VIENASPalaiko 62 kontaktų jungtis, kurių maksimalus duomenų perdavimo greitis yra 8,33 MB/s
16 bitų VIENASNaudojama 98 kontaktų jungtis, užtikrinanti didesnį adresavimą ir pralaidumą

Specifikacija	8 bitų VIENAS	16 bitų VIENAS
Autobuso plotis	8 bitai	16 bitų
Jungties kaiščiai	62	98
Laikrodžio greitis	4,77–8 MHz	8 MHz
Maksimalus pralaidumas	~5 MB/s	~8 MB/s
Įvestas	1981 m.	1984 m.

Ryšio protokolai

ISA lizdai veikia naudojant lygiagretus bendravimas, kiekvienam įrenginiui priskiriant konkretų:

IRQ (nutraukimo užklausos linijos)
DMA (tiesioginės atminties prieigos) kanalai
Įvesties / išvesties prievadų adresai

Šie ištekliai buvo sukonfigūruoti rankiniu būdu naudojant megztiniai arba DIP jungikliai, dažnai reikalaujant, kad naudotojai peržiūrėtų aparatinės įrangos vadovus. Ši rankinė konfigūracija gali sukelti išteklių konfliktai, pagrindinis apribojimas, palyginti su šiuolaikiniais Prijunk ir žaisk (PnP) technologijos.

Elektros ir mechanikos projektavimas

ISA lizdai priklauso nuo 5 V signalizacija
Paprastai dedamas netoli krašto pagrindinė plokštė
Parama pilnametražis ir pusilgis išplėtimo plokštės

Nors pagal šiandienos standartus ISA yra lėta, jos paprastumas ir platus palaikymas padėjo jai tapti asmeninių kompiuterių architektūros kertiniu akmeniu. Net ir šiandien... pramoninės ISA kortelės ir senosios kompiuterinės sistemos vis dar naudoja šią sąsają dėl jos deterministinis elgesys, maža kainair ilgas palaikymo ciklas—įterptųjų ir pramoninių aplinkų svarbiausi veiksniai.

IV. Įprasti įrenginiai, kurie naudojo ISA lizdus

Garso plokštės
- Įjungta garso išvestis ankstyvuosiuose kompiuteriuose
- Tokie prekių ženklai kaip Sound Blaster tapo plačiai žinomais vardais
- Pasikliovė IRQ ir DMA kanalai garso apdorojimui realiuoju laiku
Tinklo sąsajos plokštės (NIC)
- Pateikta Ethernet ryšys LAN ryšiui
- Įprasta biurų tinkluose ir pramoninės valdymo aplinkose
Modemo kortelės
- Įjungta telefono ryšio interneto prieiga
- Įdiegta tiesiai į ISA lizdą su RJ11 prievadai atvira nugaroje
Įvesties / išvesties valdiklių kortelės
- Pridėta parama nuoseklieji prievadai (COM), lygiagretūs prievadai (LPT)ir diskelių įrenginiai
- Naudinga norint išplėsti prievadų skaičių pagrindinėse pagrindinėse plokštėse
Vaizdo įrašymo ir TV imtuvų plokštės
- Pateikta pagrindinė informacija multimedijos funkcionalumas
- Leidžiama analoginė vaizdo įvestis arba belaidžio televizijos signalo priėmimas

Įrenginio tipas	Tipinis naudojimo atvejis
Garso plokštė	Garso atkūrimas ir įrašymas
Tinklo plokštė (eternetas)	LAN ryšys
Modemas	Komunikacinis ryšys
Įvesties/išvesties valdiklis	COM, LPT, diskelių palaikymas
Pramoninės ISA kortelės	Duomenų rinkimas, judesio valdymas

Ilgas ISA valdymas pavertė ją pagrindine sąsaja išplėtimas ir pritaikymasNors dauguma namų kompiuterių perėjo prie PCI ir PCIe, daug senosios sistemos gamyboje ir prietaisuose vis dar naudojamos ISA kortelės patikimas ir deterministinis veikimasJų prieinamumas šiandien dažnai yra skirtas įterptas, retrokompiuterijaarba pramoninė automatizacija rinkose, kuriose ilgalaikė aparatinės įrangos priežiūra yra gyvybiškai svarbi.

V. ISA ir PCI bei kiti išplėtimo lizdų standartai

Tobulėjant kompiuterinei įrangai, taip pat ir apribojimai ISA lizdas paskatino naujesnį, greitesnį ir lankstesnį išplėtimo sąsajos patinka PCI, VESA vietinis autobusas, AGP, ir galiausiai PCI Express (PCIe)Suprasti, kaip ISA palyginimas su PCI ir kiti standartai padeda paaiškinti laipsnišką jo atsisakymą pagrindinėse kompiuterijos srityse.

Našumo ir greičio palyginimas

Autobuso tipas	Duomenų plotis	Tipinis greitis	„Plug-and-Play“ palaikymas
VIENAS (8/16 bitų)	8–16 bitų	~8 MB/s	Ne
DAIGAS	32 bitai	Iki 132 MB/s	Ne
PCI	32/64 bitų	133 MB/s	Taip
PCIe	Serijinis (x1–x16)	Iki GB/s diapazonas	Taip

VIENAS lygiagrečios magistralės architektūra, rankinis IRQ/DMA konfigūracija, o mažas pralaidumas tapo kliūtimis greitesniems periferiniams įrenginiams. Priešingai, PCI pristatė Prijunk ir žaisk, didesnis pralaidumasir autobusų valdymas, leidžianti įrenginiams bendrauti nepriklausomai nuo centrinio procesoriaus.

Kodėl PCI pakeitė ISA

Didesnis greitis ir platesnis duomenų kelias
Automatinė konfigūracija išteklių
Patobulinta signalo vientisumas ir elektros patikimumas
Geresnė parama multimedija, tinklaveikair 3D grafika

Kiti konkurentai

VESA vietinis autobusas trumpam įgijo populiarumą, bet trūko mastelio keitimo galimybių
AGP buvo sukurtas specialiai vaizdo plokštės
PCI Express dabar dominuoja su serijine architektūra ir keičiamo dydžio juostomis

Nors šiuolaikiniuose staliniuose kompiuteriuose jis yra pasenęs, ISA vis dar naudojama viduje pramoniniai kompiuteriai, kur ilgalaikė parama, deterministinis elgesysir aparatinės įrangos stabilumas yra teikiami pirmenybė prieš našumą. PCI ir PCIe gali dominuoti našumo rinkose, tačiau senesnėms ir įterptosioms programoms ISA paprastumas ir toliau siūlo neprilygstamą patikimumą kontroliuojamoje aplinkoje.

MES. ISA lizdai pramoninėse ir įterptosiose programose

Nors ISA lizdai išnyko iš šiuolaikinių vartotojų kompiuterių, jie stebėtinai išliko. aktualu pramoninės įterptosios kompiuterinės sistemosŠiose aplinkose akcentuojamas ne greitis ar pažangiausias našumas, o ilgalaikis patikimumas, deterministinė kontrolėir aparatinės įrangos stabilumas– vietovės, kuriose ISA išplėtimo plokštės toliau klestėti.

Kodėl ISA vis dar naudojama pramonėje

Senosios įrangos integravimasDaugelis gamyklinių mašinų ir bandymų stendų vis dar priklauso nuo ISA įvesties/išvesties kortelės sukurta prieš kelis dešimtmečius.
Ilgi produkto gyvavimo ciklaiPramoninės sistemos sukurtos ilgam tarnavimui 10–20+ metų, dažnai reikalauja nuolatinės paramos senesni aparatinės įrangos standartai.
Stabili elektrinė sąsaja: VIENAS 5 V signalizacija, fiksuotas IRQ/DMA priskyrimai, o paprastas magistralės laiko nustatymas užtikrina pastovų veikimą triukšmingoje aplinkoje.
Individualūs įterptieji sprendimaiKai kurie vienos plokštės kompiuteriai (SBC) ir galinė plokštė ir toliau įtraukti ISA lizdus, kad būtų palaikomi senesni aparatinės įrangos moduliai.

Įprastos pramoninės paskirties programos:

Taikymo sritis	Pavyzdiniai įrenginiai
Gamyklos automatizavimas	Skaitmeninės įvesties/išvesties, judesio valdymo ISA plokštės
Testavimas ir matavimas	Duomenų rinkimo (DAQ) kortelės
Transporto sistemos	Ryšio ir valdymo sąsajos
Medicinos įranga	Stebėjimo įrenginiai su senesnių versijų palaikymu
Karinės / kosminės sistemos	Tvirti ISA pagrindu veikiantys įterptieji valdikliai

Šiuose sektoriuose techninės įrangos atnaujinimo ar pertvarkymo, kad ji būtų pritaikyta naujesniems autobusams, pvz., PCIe gali būti pernelyg didelis. Dėl to pramoninės pagrindinės plokštės ir dėžutės formos kompiuteriai su ISA palaikymu vis dar gamina nišiniai tiekėjai.

VII. Kaip atpažinti ISA lizdą pagrindinėje plokštėje?

Pripažįstant ISA lizdas ant pagrindinė plokštė yra būtina technikams, dirbantiems su senosios sistemos, pramoniniai kompiuteriai, arba retro skaičiavimo projektams. Nors jų nebėra šiuolaikinėje vartotojų įrangoje, ISA lizdai vis dar yra specializuotos pagrindinės plokštės pastatytas įterptas arba automatizavimo programos.

ISA lizdų fizinės charakteristikos

ISA lizdus lengva atpažinti, kai žinote, ko ieškoti:

IlgisPaprastai ilgesnis nei PCI arba PCIe lizdai
SpalvaPaprastai juoda arba tamsiai ruda
Jungties tipas:
- 8 bitų VIENAS lošimo automatai turi 62 kontaktiniai taškai
- 16 bitų VIENAS lizdai dar labiau išsiplečia su 98 kaiščiai, dažnai rodomas kaip dviejų dalių lizdas

The 16 bitų ISA lizdas atrodo kaip ilga jungtis su įpjautas segmentas link plokštės galo. Kai kurios pagrindinės plokštės gali palaikyti tiek PCI, tiek ISA, todėl matysite įvairių tipų lošimų automatus.

Lizdo padėtis ir išdėstymas

Įsikūręs lygiagretus vienas kitam horizontaliomis eilėmis
Dažnai netoli apatinio krašto AT arba ATX pagrindinių plokščių
Aiškiai atskirta nuo balta PCI arba trumpesnis PCIe lizdai

X. Šiuolaikinės alternatyvos ir adapteriai

Technologijoms tobulėjant, ISA lizdai buvo palaipsniui atsisakyta, pirmenybę teikiant efektyvesnėms ir greitesnėms sąsajoms, tokioms kaip PCI, PCIeir USBTačiau daugelis pramonės šakų vis dar priklauso nuo senosios ISA kortelės skirtas kritinėms programoms. Siekiant užpildyti šią spragą, keletas modernios alternatyvos ir ISA-PCI arba USB adapteriai atsirado, leidžiančios senesnei įrangai veikti naujesnėse sistemose.

ISA alternatyvos šiuolaikinėse sistemose:

PCI/PCIe plokštės: Siūlo didesnį pralaidumą, „plug-and-play“ palaikymą ir geresnį suderinamumą su šiuolaikinėmis operacinėmis sistemomis.
USB pagrindu veikiantys įvesties / išvesties moduliaiPakeiskite ISA korteles duomenų rinkimui, nuosekliajam ryšiui ir skaitmeninėms įvesties/išvesties užduotims.
Įterptiniai kompiuteriai su ISA palaikymuKai kurie pramoniniai kompiuteriai vis dar yra ISA lizdai senesnei integracijai.

XII. Išvada: ar ISA vis dar aktuali šiandien?

Nors ISA lizdas jau seniai nebenaudojamas vartotojų kompiuteriuose, jis ir toliau atlieka reikšmingą vaidmenį senesni skaičiavimai, pramoninės valdymo sistemosir įterptosios programosAplinkose, kuriose aparatinės įrangos nuoseklumas, deterministinis našumasir ilgi produktų gyvavimo ciklai svarbiau nei greitis, ISA išlieka patikima sąsaja.

Kur ISA vis dar svarbi:

Pramoniniai kompiuteriai, įskaitant stovo tipo kompiuteris, 4U stovo tipo kompiuteris, 2U stovo tipo kompiuteris, 1U vnt.naudojamas gamyklos automatizavimas, judesio valdymasir duomenų rinkimas
Medicinos ir aviacijos bei kosmoso sistemos kur sertifikatai užrakina senąją aparatinę įrangą
Retro kompiuterija bendruomenės, saugančios istorines sistemas

Trumpai tariant, nors ISA nebeskatina pagrindinių inovacijų, ji išlaiko vertė nišiniuose sektoriuose kur stabilumas ir suderinamumas su senesniais įrenginiais yra nederybų objektas. ISA ilgalaikio naudingumo supratimas padeda inžinieriams ir IT vadovams priimti pagrįstus sprendimus, palaikant arba migruojant senesnes sistemas.