|

ما هو الممر :
حتى تكون وحدة المعالجة المركزية مفيدة , يتوجب عليها أن تخاطب الذاكرة
واللوحات التوسعية والمعالج المساعد ( فيما إذا كان النظام يمتلك معالج مساعد
خارجي ) أيضا يتوجب عليها مخاطبة لوحة المفاتيح وما شابة .
تتصل وحدة المعالجة المركزية مع الأجهزة الأخرى على اللوحة الأساسية بواسطة
أسلاك (خطوط ) في الدارة المطبوعة وعن طريق هذه الخطوط تتخاطب الذواكر من نوع
SIMM إن وجدت على الوحة الاساسية مع وحدة المعالجة
المركزية حيث يتخاطبان ذهابا وإيابا عن طريق إرسال الالكترونيات عبر هذه
الخطوطو المعدنية الرقيقة .
من ناحية أخرى تتصل البطاقات التوسعية والتي تعتبر أجزاء خارجية بالنسبة
للوحة الاساسية بجميع مركبات اللوحة الاساسية عبر هذه الممرات أو بالأحرى عبر
أحد هذه الممرات .
ممر المعطيات Data Path
تذكر أن الحاسب الشخصي الأول
XT يعتمدان على رقاقة 8088 كما تعلم فإن رقاقة 8088 تملك مسار بيانات
ثمانية بتات فقط , وهكذا فإن ممر تلك الحواسب الشخصية يتضمن فقط ثمانية مسارات
للبيانات , وهذا يعني ان الممر بعرض 8 بت وهكذا فإن البيانات يمكن أن يحدث فقط
بكتلة 8 بت على هذا الممر .
تدعى الفتحات التوسعية في الحاسوب بفتحات 8 بت وهذا يعني أن ثمانية أسلاك من
أصل 62 سلك تنقل البيانات عبر أنحاء الحاسوب هذا يعني أن الممر بعرض 8 بت وهو
المستخدم في الحاسب الشخصي الأول وحواسب XT كانا
يعتمدان على رقاقة 8088 لاحظ أهمية مسار البيانات في تصميم الممر . إن بتات
البيانات الثمانية المزودة من قبل الحاسب الشخصي الاول وتكون غير مناسبة إلى
حد بعيد للحواسب المعتمدة على معالج بنتيوم . تذكر ان معالج بنتيوم يستخدم ممرا
للمعطيات ذو 64 بت يقسم ممره إلى ثمانية أقسام كل قسم بعرض 8 بت .
ممر حواسيب
AT ( ممر ISA
)
رأت شركة IBM أثناء
تطوير حواسب AT أنه يتوجب عليها في نفس الوقت تطوير
ممرات تلك الحواسيب . وأحد أسباب تطوير الممر هو أن رقاقة المعالج 80286 هي ذات
ممر بيانات بعرض 16 بت .
لقد كان باستطاعته IBM بالتأكيد تصميم حواسب
AT بممر ذي 8 بت , ولكنه سيكون من المعيب جدا جعل
رقاقةة المعالج 286 تنقل بيانات بعرض 8بت بدلا من أن تستفيد من ممر بيانات بعرض
16 بت .
من الناحية الاخرى كان عليها التفكير التوافقية الارتجاعية بين الحواسب
الشخصية AT وحواسب XT ,
لأنه كان من الصعب بيع الكثير من حواسب AT إذا لم
يكن باستطاعتها أن تستخدم العتاد والبرمجيات الموجودة .
لذلك قامت شركة IBM الاحتفاظ بوصلات المنفذ
القديم ذو 62 خط وأضافت وصلة أخرى ذات 63 سلك ووضعتها لتكون على اتفاق الوصلة
القديمة ذات 62 خط وعلى امتدادها وهذه الوصلة الإضافية تزودنا بالميزات التالية
:
1. ثمانية خطوط معطيات إضافية حيث يصبح ممر المعطيات بعرض 16بت .
2. أربع خطوط عنونة إضافية بحيث يصبح ممر العناوين بعرض 64بت.
3. أربع قنوات DMA إضافية مرقمة من 4 إلى 7 .
4. خمس مستويات IRQ إضافية : أرقامها 10 11
12 14 15 وفي الحقيقة يوجد ثمانية مستويات IRQ
إضافية في الحواسب التي تملك منافذ ذات 16بت لكننا نشاهد خمسة منها فقط في فتحة
الممر الأحدث والسبب :
أولاً: IRQ9 موصولة مع IRQ2
ولذلك فهي لا تحتاج إلى خط ممر خاص بها .
ثانياً: IRQ13 مكرسة للمعالج الحسابي المساعد
لذلك لا داعي لإعطائها أياً من خطوط الممر .
ثالثاً: IRQ8 موصولة مع ساعة ومؤقت النظام ,
ولذا فهي لا تحتاج إلى خط من خطوط الممر أيضاً.
إن الوصلات التي تملك فتحتين تسمى فتحات ذات 16بت .
يبين الشكل التالي هذين النوعين من الوصلات :

لقب
ممر 16 بت لفترة وجيزة باسم ممر AT وستظل تسمع البعض
يستعملون هذا الاسم .
ولكن منذ عام 1988 أطلق على هذه النماذج من فتحات الممر اسم منافذ
ISA اختصار لعبارة (Industry
Standard architecture) وتستطيع أن تميز
الفرق بين بطاقة ISA ذات 8بت وبين بطاقة
ISA ذات 16بت من خلال النظر إلى الوصلة المتوضعة على
الطرف الأسفل من تلك البطاقة .
انظر إلى بطاقة 8بت في الشكل ولاحظ أنها تمتلك وصلة وحيدة .

أما بطاقة 16بت الذي تراه
فتمتلك وصلتين وتعتبر الفتحات ذات 16بت أفضل من الفتحات ذات 8بت .

وتستطيع
البطاقات ذات 8بت أن تعمل بشكل جيد تماما في الفتحات ذات 16بت .
ويمتلك العديد من الحواسب الشخصية فتحات ذات 16بت فقط على الوحة الاساسية ومع
ذلك نرى في بعض الاحيان لوحات أساسية تمتلك كلا النوعين من الفتحات فإذا علمنا
أن الفتحات ذات 16بت تسمح بقبس بطاقات ذات 8بت عليها مع ذلك نضع فتحات 8بت على
الحواسب من نوع AT أصلاً .وليس السبب مادي إذ تمتلك
بعض البطاقات ذات 8بت جزءاً سفليا يمتد إلى الوراء
على البطاقة مما يجعل وضع بطاقة 8بت على فتحة 16بت أمرا غير ممكن ويتطلب وجود
تتمة ذات 8بت حصراً ومن سلبياته حدوث ضجيج عالِ وبطيء في نقل البيانات مما أدى
منع تطويرالISA
واكتشاف خط جديد يسمى PS2 ,
انظر الشكل التالي ولاحظ الفرق بين هذه البطاقة وبين
بطاقة ذات 8بت في الشكل قبل السابق .
ممر حواسب
PS/2 MCA
The PS/2 :Micro Channel Architecture
يتميز
PS2 في سرعة نقل البيانات
في داخل الحاسب دون احداث مقارنة مع ISA ,
فقد امتلكت حواسب PS2
ممرا جديدا يدعى ممر MCA
فقد كان ممر MCA
غير متوافق بشكل كلي مع ممر ISA
القديم . فبطاقات ISA
التوسعية لم ولن تعمل على خط
PS2 .
لذلك يجب أن يتأكد مالكو حواسب
PS2 عند شرائهم لبطاقة توسعية ما
, أنها بطاقة من نوع MCA
وليست من نوع ISA , إذ إن
بطاقات ISA غير نافعة
بشكل كامل في الحواسب ذات الممر MCA .
تعمل ممرات MCA
بسرعة 10 ميغاهيرتز وليس بسرعة 8ميغاهيرتز تدعم ممرات
MCA إما ممر معطيات بعرض
16بت أو بعرض 32بت وتمتلك فعليا نمطاً أكثر فعالية تستطيع من خلاله نقل 64بت
بآن معاً .
ممر
EISA
(البنية القياسية الصناعية الموسعة)
EISA:Extended Industry Standard
Architecture
يحوي هذا الممر الخصائص
الجيدة لممر MCA وبدون
التضحية بالتوافقية مع ممر ISA
القديم .حيث يتضمن ممر EISA
الخصائص التالية :
0 ممر معطيات ذو 32بت .
0 خطوط عنونة كافية لعنونة 4غيغابايت من الذاكرة .
0 عناوين دخل وخرج أكثر , 64كيلوبايت من هذه العناوين .
0 إمكانية إعداد برمجيات للبطاقة لذلك لا داعي لوجود المفاتيح القابلة للنزع
والمفاتيح القلابة وهذا ماشابه لانتقاء الخيار برمجيا (POS)
في ممرات MCA .
0 تردد ساعة بمعدل 8ميغاهيرتز.
0 لا يوجد قنوات DMA
أو مقاطعات إضافية .
0 يدعم البطاقات الكبيرة فيزيائيا جاعلا إياها أقل تكلفة في التصميم (إّذ إن
البطاقات الصغيرة أكبر تكلفة من البطاقات الكبيرة ).
0 قيادة الممر .
0 لاحظ أن ممر EISA هو
ممر غير محلي إذ أنه يعمل على تلك السرعة الصغيرة والبطيئة (8ميغاهيرتز) وذلك
بسبب توافقة مع ممر ISA
وهذا يعني عدم وجود بطاقات ولوحات ذاكرة مخصصة لممر
EISA .ولذلك تحتاج الحواسب التي تملك ممر
EISA إما إلى مساحة كافية على
اللوحة الاساسية تتسع لبطاقة ذاكرة من نوع SIMM
أو أنه يجب على مصممي اللوحات الاساسية تصميم منفذ
توسعي خاص من أجل بطاقة ذاكرة خاصة .
الممر
المحلي
Local Bus
مع التقدم والتطور أصبحنا نحرص على زيادة سعة الذاكرة وسرعة
الحواسب الشخصية حيث أنه المنتجات القديمة تتميز ببطيء الممرات والتي يمكن
الاستفادة منها الان باتصالها معها مشغل الاقراص المرنة والمودمات ومنافذ
الطابعة .
ولكن هذا لا يمنع وجود بعض البطاقات التي تحتاج للاستفادة من السرعات العالية
الحقيقة مثل الذاكرة توجد أيضاً بطاقة أخرى من البطاقات تحتاج إلى أن تكون
قادرة على تغيير البيانات بشكل سريع مثل رسومات الإظهار (Video
Graphics Board)
حيث تحوي شاشة الاظهار عددا من النقاط يساوي إلى
768×10204 فكر بأنه يتوجب على المعالج أحيانا
أن يدفع هذه النقاط مئات من المرات كل ثانية عندها تدرك أن الوصول السريع إلى
بطاقة الإظهار هو شيء جيد وضروري .
يوجد هذه الايام نوعين رئيسين من الممرات المحلية (Local
Bus ) النوع الاول هو الممر المحلي
VESA اختصار
Vesa Local Bus ويرمز لها أيضا
VLB والنوع الثاني هو ممر
PCI اختصار
Peripheral Component Interconnect .
الممر
المحلي VESA
VESA Local Bus
فقد صمم بعض المصممين فتحة خاصة ذات سرعة عالية
ضمن اللوحات الاساسية لتوائم الذاكرة فقط , وكان ذلك هو الممر المحلي الاول .
بعد ذلك ذلك بقليل بدأ الموردون بوضع فتحات ممر محلي مخصصة من أجل بطاقات
الاظهار ومعها يتم بيع بطاقات الاظهار المناسبة لتلك المنافذ .
لكن المشكلة التي وقع فيها هذا الممر هي عدم التوافقية إذ أن بطاقة الاظهار
المقبوسة في الممر المحلي في أحد الحواسب لا تتوافق مع بطاقة الاظهار المقبوسة
في الممر المحلي في الحاسب الاخر .
لذلك فإن تضارب التوافقية كان يقلل من مبيعات بطاقات الاظهار ولهذا السبب
أصدرت وروجت مجموعة شركات صناعية مستوى قياسي مطور للممرالمحلي وسمته باسم
VESA اختصار
Video Electronic Standard Associations .
الممر المحلي عالي الاداء
PCI من إنتاج شركة انتل
Intel's High Performance Local Bus PCI
لقد كان الممر
المحلي (VLB:VESA Local Bus )
خطوة هامة في تطور الحاسب ولكنه ليس كافيا . فالممر
VLB ذو 32بت فقط ويوصف بأنه امتداد عالي السرعة لممر
ISA القديم وهذا يعني أن
ممر VLB أو
VESA ولم يأت بالكثير من الجديد
. فهو يقدم سرعة محسنة ولكن بدون طرق جيدة للاستفادة من هذه السرعة وممر
VLB لا يقدم معظم الميزات
المحببة لممري EISA و
Micro Channel ولا يتيح
اعداد البرمجيات للبطاقات أو لقيادة الممر ولا تزال أنظمة
VLB مترافقة بتهيئة اوضاع
المفاتيح القابلة للنزع وهذا يعني أنها لم تتبن التحضير البرمجي للعتاد .
يتصف ممر PCI بالميزات
التالية :
1. استقلالية المعالج Processor
Independence
لا يتصل ممر PCI
مباشرة مع المعالج وعوضا عن ذلك فهو يتصل مع المعالج
عن طريق دارة جسرية (Bridge Circuit)
تتصرف كذاكرة وسيطة (Buffer)
بين المعالج المعين والممر .
2. ممر معطيات أعرض Wider
Data Path
لقد ميز ممر PCI
نفسه من البداية لأنه ممر ذو 64بت . يدعم ممر
PCI مسار معطيات ملائم للحواسب الجديدة المرتكزة على
معالج بنتيوم والتي تتطلب 64بت في كل دورة ساعة ويدعم ممر
PCI مسار معطيات ذو 32بت جاعلا إياه ملائما
للاستخدام في أنظمة 486 ذات الاداء العالي .
3. سرعة عالية
High Speed
يعمل ممر PCI
مثل ممر VLB
بسرعة تصل إلى 33ميغاهيرتز ويمكن لتدفق ممر
PCI أن يكون كبيرا بمقدار 132
ميغابايت في الثانية مع البطاقات ذات 32بت أو أن يكون 264ميغابايت في الثانية
مع البطاقات ذات 64بت .
4. التوافقية الارتجاعية Backward
Compatibility
على الرغم من أن البطاقات
ISA و
EISA لا يمكن أن تناسب فتحات
الممر PCI إلا أن طاقم
الرقائق التي تشترك في تصنيع الممر PCI
هي نفسها المستخدمة في تصنيع الممرات
ISA و
EISA وهذايعني أنه من الممكن
بناء حاسب شخصي مزود بفتحات PCI , ISA , EISA
جميعها على نفس اللوحة الاساسية .
5. قيادة الممر
Bus Mastering
يدعم ممر PCI
بطاقات ملاءمة قيادة الممر مثل
EISA , Micro Channel على عكس الممر
VLB معبدا بذلك الطريق لمجموعة
المعالجات التي أشرت إليها سابقا .
فعدم وجود قيادة الممر لنقل المعطيات يتطلب الكثير من وقت المعالج .
المعالجة البيانية
المسرعة : العودة إلى الممر المحلي
Accelerated Graphics Processing
AGP:Local Bus Returns
كان الممر
VLB هو الممر الاصلي بسرعة
33ميغاهيرتز فما الذي أظهر الحاجة لممر أسرع ؟ إن الشيئين اللذين قادا الطلب
إلى ممرات أسرع هما الذاكرة والفيديو ورغم أن سرعة 33ميغاهيرتز لم تكن سيئة على
الاطلاق عند التعامل مع فيديو بمعالجات تعمل بسرعة 50 أو 66 ميغاهيرتز ولكن
ازدياد سرعة المعالجات تتطلب بدون أدنى شك زيادة سرعة الممرات . لقد أرادت شركة
Intel أن تكون سباقة في
مواجهة هذه الحاجة وسعت إلى تطوير ممر أسرع في التعامل مع البيانات وقد سمي
الممر AGP والتي هي
اختصار لعبارة المعالجة البيانية المسرعة ويقدم هذا الممر الميزتين التاليتين :
1. أسرع بأربع مرات من الممر PCI
في نقل المعطيات لذلك تستطيع المعالجات الموجودة في حواسب
مزودة ببطاقات فيديو AGP
إن تنقل صورة الفيديو إلى بطاقات الفيديو بسرعة كبيرة .
2. تسمح لبطاقة الفيديو بزيادة أو إكمال ذاكرة الفيديو الموجودة على البطاقة
بأجزاء من ذاكرة النظام .
يعتبر الممر AGP الممر
المحلي الأحدث حالياً حيث يتميز هذا الممر بلونه الداكن وانحرافه بالمقارنة مع
منافذ PCI الأفتح .
 |
|
 |
|