Chương 1: các RÃNH cắm trong MÁY TÍNH I. Tổng quan về ghép nối với máy tính: Các thiết bò bên ngoài, các mạch điều khiển bằng máy tính đều phải được kết nối với máy tính. Trên máy tính có các cổng để thực hiện chức năng này như: cổng COM và cổng LPT. Cổng COM là cổng nối tiếp còn cổng LPT là cổng song song. Một máy tính thông thường có các cổng là COM1, COM2 và một cổng LPT1 - một số máy còn có COM3, COM4 và LPT2. Nhưng thông thường cổng COM1 được nối vào chuột (mouse) và LPT1 được nối vào máy in (printer). Việc trao đổi thông tin theo phương pháp nối tiếp thường chậm và phức tạp hơn do phải đòi hỏi việc chuyển tín hiệu từ nối tiếp ra song song và ngược lại. Vì thế có một cách khác là thiết kế một card giao tiếp được cắm trực tiếp vào trong máy tính, card này trao đổi dữ liệu trực tiếp với máy tính và ta có thể thực hiện được nhiều ngõ vào/ra theo nhu cầu thực tế chứ không bò giới hạn bởi 1 bit (nối tiếp) hay 8 bit (song song) như các cổng chuẩn của máy tính nữa. II. Các rãnh cắm trong máy tính: 1. Giới thiệu về các loại rãnh cắm: Các card ghép nối được đưa thêm vào máy tính để mở rộng khả năng đáp ứng của máy tính. Bên trong máy ngoài các rãnh cắm dùng cho card vào/ra (I/O card), card màn hình (Video card), card âm thanh (Sound card), vẫn còn những rãnh cắm để trống. Các rãnh cắm này được tiếp tục dùng để ghép nối với các bản mạch cắm thêm vào máy tính. Ở máy tính PC/XT rãnh cắm trong máy tính chỉ có một loại với độ rộng bus là 8 bit và tuân theo tiêu chuẩn ISA ( Industry Standard Architecture). Từ máy tính AT trở đi, việc bố trí chân trên rãnh cắm trở nên phức tạp hơn tùy theo tiêu chuẩn được lựa chọn khi chế tạo máy tính. Các loại rãnh cắm theo những tiêu chuẩn khác nhau có thể kể ra như sau:  Rãnh cắm 16 bit theo tiêu chuẩn ISA (Industry Standard Architecture).  Rãnh cắm PS/2 16 với bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro Channel Architecture).  Rãnh cắm PS/2 với 32 bit theo tiêu chuẩn MCA (Micro Channel Architecture).  Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn EISA (Extended Industry Standard Architecture).  Rãnh cắm 32 bit theo tiêu chuẩn VLB (VESA Local Bus- Standard).  Rãnh cắm 32/64 bit theo tiêu chuẩn PCI (Perpheral Component Interconnect- Standard). 2. Rãnh cắm ISA (Industry Standard Architecture): Phần lớn các card ghép nối thông dụng thường được chế tạo theo tiêu chuẩn ISA. Thồn thường, rãnh cắm có 62 đường tín hiệu dùng cho mục đích thông tin với một card cắm vào. Về cơ bản, các đường tín hiệu này được chia thành các đường dữ liệu, đường đòa chỉ và đường điều khiển. Vì ngay từ các máy tính PC/XT đã sẵn có các rãnh cắm 62 chân này, trên đó có 8 đường dẫn dữ liệu nên đôi khi người ta cũng gọi luôn rãnh cắm này là rãnh cắm 8 bit. Chỉ những card 8 bit mới được cắm vào rãnh này. Sau đây là sự sắp xếp chân ra của rãnh cắm 8 bit. Phớa maùch in Phớa linh kieọn GND B01 A01 /IOCHC K Reset B02 A02 D7 + 5V B03 A03 D6 IRQ2 B04 A04 D5 -5V B05 A05 D4 DREQ2 B06 A06 D3 -12V B07 A07 D2 Dửù trửừ B08 A08 D1 +12V B09 A09 D0 GND B10 A10 /IOCHR DY /MEM W B11 A11 AEN /MEMR B12 A12 A19 /IOW B13 A13 A18 /IOR B14 A14 A17 /DACK3 B15 A15 A16 DREQ3 B16 A16 A15 /DACK1 B17 A17 A14 DREQ1 B18 A18 A13 /DACK0 B19 A19 A12 CLK B20 A20 A11 IRQ7 B21 A21 A10 IRQ6 B22 A22 A9 IRQ5 B23 A23 A8 IRQ4 B24 A24 A7 IRQ3 B25 A25 A6 /DACK2 B26 A26 A5 TC B27 A27 A4 ALE B28 A28 A3 +5V B29 A29 A2 OSC B30 A30 A1 GND B31 A31 A0 Về sau máy tính PC/AT ra đời, chúng có thêm một rãnh thứ hai nằm thẳng hàng với rãnh 8 bit kể trên và có 36 chân. Trên rãnh này có chứa các tín hiệu 16 bit nên khi có thêm rãnh cắm này thì người ta gọi chung cả hai rãnh cắm là rãnh cắm 16 bit. Các rãnh cắm từ 32 bit trở lên dùng để ghép thêm vào những card có chất lượng rất cao. Dưới đây là sự sắp xếp chân ra của rãnh cắm thứ hai: Phía mạch in Phía linh kiện /MEM CS16 D01 C01 /SBHE /IO CS16 D02 C02 LA23 IRQ10 D03 C03 LA22 IRQ11 D04 C04 LA21 IRQ12 D05 C05 LA20 IRQ13 D06 C06 LA19 IRQ14 D07 C07 LA18 /DACK4 D08 C08 LA17 DREQ0 D09 C09 /MEMR /DACK5 D10 C10 /MEM W DRQ5 D11 C11 SD8 /DACK6 D12 C12 SD9 DREQ6 D13 C13 SD10 /DACK7 D14 C14 SD11 DREQ7 D15 C15 SD12 +5V D16 C16 SD13 /MAST ER D17 C17 SD14 GND D18 C18 SD15 Kích thước tối đa của card ISA 8 bit là 106,7 x 333,5 x 12,7 mm (h x l x w). Kích thước tối đa của card ISA 16 bit là 121,9 x 333,5 x 12,7 mm (h x l x w). 3. Rãnh cắm 32 bit EISA (Extended Industry Standard Architecture): Kích thước thông dụng của một card EISA là: 127x333,5x12,7 mm (h x l x w). Từ kích thước này ta thấy một card ISA có thể cắm vừa rãnh cắm EISA. Rãnh này vừa có thể chấp nhận các các card ISA 8 và 16 bit vừa duy trì chế độ hoạt động 32 bit của card ghép nối tuân theo đúng chuẩn EISA. Rãnh cắm EISA được dùng cho bộ vi xử lý 80386DX và các thế hệ kế tiếp. Sự sắp xếp chân ra trên rãnh cắm EISA có dạng tương tự như của rãnh cắm ISA chỉ khác ở vò trí cụ thể và tên gọi của các chân, sau đây là sự sắp xếp các chân ra: EISA IS A Phía mạch in Phía linh kiện ISA EISA GND GND B01 A01 /IOCHC K CMD +5V Reset B02 A02 D7 STAR T +5V + 5V B03 A03 D6 EXRD Y Dự trữ IRQ2 B04 A04 D5 EX32 Dự trữ -5V B05 A05 D4 GND (Steg) DREQ 2 B06 A06 D3 (Steg) Dự trữ -12V B07 A07 D2 EX16 Dự trữ Dự trữ B08 A08 D1 SLBUR T +12V +12V B09 A09 D0 MSBUR T M/IO GND B10 A10 /IOCHR DY W-R LOCK /MEM W B11 A11 AEN GND Dự trữ /MEM R B12 A12 A19 Dự trữ BE3 /IOW B13 A13 A18 Dự trữ (Steg) /IOR B14 A14 A17 Dự trữ -BE2 /DAC K3 B15 A15 A16 GND (Steg) DREQ 3 B16 A16 A15 (Steg) BE2 /DAC K1 B17 A17 A14 BE1 BE0 DREQ 1 B18 A18 A13 LA31 GND /DAC K0 B19 A19 A12 GND +5V CLK B20 A20 A11 LA30 LA29 IRQ7 B21 A21 A10 LA28 GND IRQ6 B22 A22 A9 LA27 LA26 IRQ5 B23 A23 A8 LA25 LA24 IRQ4 B24 A24 A7 GND (Steg) IRQ3 B25 A25 A6 (Steg) LA16 /DAC K2 B26 A26 A5 LA15 LA14 TC B27 A27 A4 LA13 +5V ALE B28 A28 A3 LA12 +5V +5V B29 A29 A2 LA11 GND OSC B30 A30 A1 GND LA10 GND B31 A31 A0 LA9 LA8 /MEM S16 D01 C01 /SBHE LA7 LA6 /IO CS16 D02 C02 LA23 GND LA5 IRQ1 0 D03 C03 LA22 LA4 +5V IRQ1 1 D04 C04 LA21 LA3 LA2 IRQ1 2 D05 C05 LA20 GND (Steg) IRQ1 3 D06 C06 LA19 (Steg) D16 IRQ1 4 D07 C07 LA18 D17 D18 /DAC K4 D08 C08 LA17 D19 GND DREQ 0 D09 C09 /MEM R D20 D21 /DAC K5 D10 C10 /MEM W D22 D23 DREQ 5 D11 C11 SD8 GND D24 /DAC K6 D12 C12 SD9 D25 GND DREQ 6 D13 C13 SD10 D26 D27 /DAC K7 D14 C14 SD11 D28 (Steg) DRQ7 D15 C15 SD12 (Steg) D29 +5V D16 C16 SD13 GND +5V /MAST ER D17 C17 SD14 D30 +5V GND D18 C18 SD15 D31 MAK x MER Qx 4. Rãnh cắm 32 bit và 64 bit VLB (VESA Local Bus- Standard): Việc tạo ra các “local bus” nằm trong ý đồ nhằm đạt được mối liên hệ trực tiếp với bộ vi xử lý để làm tăng tốc độ truyền dữ liệu, đặc biệt là khi bộ vi xử lý 80486 ra đời. Chữ VESA bắt nguồn từ tên gọi của Video Electronics Standard Association, tổ chức này đã dành nhiều thời gian để tìm kiếm những giải pháp bằng phần cứng để tận dụng tốc độ xử lý của các bộ vi xử lý thế hệ mới. Rãnh cắm VLB bao gồm một rãnh cắm ISA 16 bit và một rãnh mở rộng nằm thẳng hàng với rãnh ISA. Rãnh VLB có 116 chân ra được sắp xếp như dưới đây: Phía mạch in Phía linh kiện 64 bit 32 bit 32 bit 64 bit DAT0 1 B01 A01 DAT00 DAT0 3 B02 A02 DAT02 GND B03 A03 DAT04 DAT0 5 B04 A04 DAT06 DAT0 7 B05 A05 DAT08 DAT0 9 B06 A06 GND DAT1 1 B07 A07 DAT10 DAT1 3 B08 A08 DAT12 DAT1 5 B09 A09 Vcc GND B10 A10 DAT14 DAT1 7 B11 A11 DAT16 Vcc B12 A12 DAT18 DAT1 9 B13 A13 DAT20 DAT2 1 B14 A14 GND DAT2 3 B15 A15 DAT22 DAT2 5 B16 A16 DAT24 GND B17 A17 DAT26 DAT2 7 B18 A18 DAT28 DAT2 9 B19 A19 DAT30 DAT3 1 B20 A20 Vcc DAT6 2 ADR3 0 B21 A21 ADR31 DAT6 3 DAT6 0 ADR2 8 B22 A22 GND DAT5 8 ADR2 6 B23 A23 ADR29 DAT6 1 [...]... n 1 5V, mặt A -12 V 5V, mặt B TSRT# 3,3V, mặt A -12 V 3,3V, mặt B TSRT# 2 3 4 5 6 7 8 TCK GND TDO +5V +5V INTB# INTD# +12 V TMS TDI +5V INTA# INTC# +5V TCK GND TDO +5V +5V INTB# INTD# +12 V TMS TDI +5V INTA# INTC# +5V Chú thích Bắt đầu 32 bit 9 10 11 PRSNT 1# Dự trữ 12 PRSNT 2# GND 13 14 15 16 GND Dự trữ GND CLK 17 18 19 GND REQ# +5V (I/O) AD[ 31] AD[29] GND AD[27] AD[25] +3,3V C/BE[3] # AD[23] GND AD[ 21] ... B25 A25 ADR25 4 DAT5 4 DAT5 7 ADR2 B26 A26 ADR23 2 DAT5 5 Vcc B27 A27 ADR 21 DAT5 3 DAT5 2 ADR2 B28 A28 ADR19 0 DAT5 0 DAT5 1 ADR1 B29 A29 GND ADR1 B30 A30 ADR17 8 DAT4 8 6 DAT4 6 9 ADR1 B 31 A 31 ADR15 4 DAT4 4 DAT4 DAT4 7 ADR1 B32 A32 Vcc ADR1 B33 A33 ADR13 2 DAT4 2 0 DAT4 0 DAT4 5 ADR0 B34 A34 ADR 11 8 DAT4 3 GND B35 A35 ADR09 DAT4 1 DAT3 8 B36 A36 ADR07 6 DAT3 6 ADR0 DAT3 9 ADR0 4 WBAC K# B37 A37 ADR05... +3,3V PAR +3,3V PAR C/BE [1] AD [15 ] C/BE [1] # AD [15 ] # GND AD [13 ] GND AD [13 ] AD [12 ] AD [11 ] AD [12 ] AD [11 ] AD [10 ] GND AD [10 ] GND GND AD[09] GND AD[09] 5V – Steg (Steg) (Steg) GND GND 5V – Steg (Steg) (Steg) GND GND AD[08] CBE[0] AD[08] CBE[0]# # AD[07] +3,3V AD[07] +3,3V +3,3V AD[06] +3,3V AD[06] AD[05] AD[04] AD[05] AD[04] AD[03] GND AD[03] GND GND AD[02] GND AD[02] 58 59 63 AD[ 01] +5V (I/O) ACK64 # +5V... AD[29] GND AD[27] AD[25] +3,3V C/BE[3]# AD[30] +3,3V AD[28] AD[28] GND AD[24] IDSEL +3,3V AD[22] AD[20] GND AD [18 ] AD[23] GND AD[ 21] AD [19 ] +3,3V +3,3V AD[22] AD[20] GND AD [18 ] 3,3 V - Steg 3,3 V Steg – 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 AD [17 ] AD [16 ] AD [17 ] AD [16 ] C/BE[2] +3,3V C/BE[2]# +3,3V # GND FRAME GND FRAME# # IRDY# GND IRDY# GND +3,3V TRDY# +3,3V TRDY# DEVSE... ADR02 DAT3 3 BE5# BE1# B 41 BE6# BE2# B42 GND B43 BE3# B44 ADS# B45 BE7# (Steg) (Steg) A 41 Dự trữ B49 LBS6 4# A42 RESET LBS6 # 4# A43 D/C# DAT6 1 A44 M/IO# DAT5 9 A45 W/R# DAT5 7 A46 (Steg) (Steg) A47 (Steg) (Steg) A48 RDYRT N# A49 GND B50 A50 IRQ9 B 51 A 51 BRDY (Steg) B46 (Steg) B47 LRDY B48 # LDEV< X># LREQ< X># GND # LGNT< X># Vcc B52 A52 BLAST # B53 A53 ID0 DAT3 2 ID2 B54 A54 ID1 DAT3 3 B55 B56 A55... AD[ 51] AD[50] AD[ 51] AD[50] Hết 32 bit cách ly với phần 64 bit Bắt đầu 64 bit 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 AD[49] +5V (I/O) AD[47] AD[45] GND AD[43] AD[ 41] GND AD[39] AD[37] +5V(I/O ) AD[35] AD[33] GND Dự trữ Dự trữ GND GND AD[48] AD[46] GND AD[44] AD[42] +5V (I/O) AD[40] AD[38] GND AD[36] AD[34] GND AD[32] Dự trữ GND Dự trữ AD[49] +3,3V (I/O) AD[47] AD[45] GND AD[43] AD[ 41] GND... AD[25] +3,3V C/BE[3] # AD[23] GND AD[ 21] AD [19 ] +3,3V 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Dự trữ +5V (I/O) Dự trữ GND GND Dự trữ RST# +5V (I/O) GNT# GND Dự trữ PRSNT 1# Dự trữ PRSNT2 # (Steg) (Steg) Dự trữ GND CLK Dự trữ +3,3V (I/O) Dự trữ (Steg) (Steg) Dự trữ RST# +3,3V (I/O) GNT# GND Dự trữ AD[30] +3,3V AD[28] AD[28] GND AD[24] IDSEL GND REQ# +3,3V (I/O) AD[ 31] AD[29] GND AD[27] AD[25] +3,3V C/BE[3]#... Dự trữ 64 GND 60 61 62 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 AD[00] +5V (I/O) REQ64# AD[ 01] +3,3V (I/O) ACK64# AD[00] +3,3V (I/O) REQ64# +5V +5V (Steg) (Steg) GND +5V +5V (Steg) (Steg) Dự trữ +5V +5V (Steg) (Steg) GND C/BE[7] GND C/BE[7]# # C/BE[6] C/BE[5] C/BE[6]# C/BE[5]# # # C/BE[4] +5V C/BE[4]# +3,3 # (I/O) (I/O) GND PAR64 GND PAR64 AD[63] AD[62] AD[63] AD[62] AD[ 61] GND AD[ 61] GND +5V AD[60]... DAT3 3 B55 B56 A55 A56 GND LCLK Dự trữ B57 LEAD B58 ACK6 4# ID3 ID4 A57 A58 Vcc LBS16 # # 5 Rãnh cắm 32 bit và 64 bit PCI (Peripheral Component Interconnect-Standard): Tiêu chuẩn này được chính thức đưa ra vào tháng giêng năm 19 94 và dự tính áp dụng cho các máy tính PC đến 64 bit tốc độ truyền dữ liệu có thể đạt đến 13 2Mbyte mỗi giây Thông thường, bên cạnh 2 hoặc 3 rãnh cắm PCI, các nhà sản xuất vẫn... về các loại khe cắm được dùng trong máy tính Cho đến nay phần lớn các card ghép nối dùng trong mục đích điều khiển đều được chế tạo để đặt vào rãnh cắm theo tiêu chuẩn ISA, vì thế card giao tiếp trong đồ án này cũng chọn ISA làm tiêu chuẩn để thiết kế Phần tiếp theo sẽ nói về việc giao tiếp trong máy tính, sự giải mã đòa chỉ và các vi mạch được dùng trong card giao tiếp . B10 A10 /IOCHR DY /MEM W B 11 A 11 AEN /MEMR B12 A12 A19 /IOW B13 A13 A18 /IOR B14 A14 A17 /DACK3 B15 A15 A16 DREQ3 B16 A16 A15 /DACK1 B17 A17 A14 DREQ1. DAT12 DAT1 5 B09 A09 Vcc GND B10 A10 DAT14 DAT1 7 B 11 A 11 DAT16 Vcc B12 A12 DAT18 DAT1 9 B13 A13 DAT20 DAT2 1 B14 A14 GND DAT2 3 B15 A15 DAT22 DAT2 5 B16