آشنایی با اسلات ISA

اسلات ISA یکی از قدیمی ترین و پایه ترین اسلات های مادربرد ها می باشد اسلات ها بنام شکاف گسترشی نیز خوانده می شوند

● آشنایی با اسلات ISA :

اسلات ISA یکی از قدیمی‏ترین و پایه‏ترین اسلات‏های مادربرد‏ها می‏باشد. اسلات‏ها بنام شکاف گسترشی نیز خوانده می‏شوند. اساس منفعت وجود اسلات‏ها، قابلیت دسترسی با باس‏های سیستم می‏باشد. این اسلات‏ها باعث قابلیت اتصال دستگاه‏های جانبی، که امروزه در انواع مختلف روبه گسترش هستند می‏گردند.

اسلات ISA بطور معمول سوکت پلاستیکی، سیاه‏رنگ و بلندی است که در عموم مادربردها وجود دارد. هرچند امروزه استفاده از این شکاف بشدت کاهش یافته و در مادربرد‏های جدید کمتر یافت می‏شود. ISA بمعنی معماری استاندارد صنعت کامپیوتر می‏باشد. این اسلات بطور گسترده در دوران IBM XT استفاده شده بود. وجود این اسلات یکی از عوامل مهمی بود که XT و نسلهای بعد از آنرا به موفقیت رساند. این خصوصیت عنصر کلیدی معماری باز کامپیوتر بود. این طرح به ‍PC این امکان را داد تا با برنامه‏های کاربردی خاص، با کارت‏های گسترشی مطابقت نمایند. این اسلات در طرح اولیه با باس آدرس ۲۰ بیتی و باس آدرس ۸ بیتی مرتبط بود، که در مقایسه با استاندارد‏های امروزی کاملاً محدود بود.

از نظر فرم ظاهری، این اسلات در ابتدا بصورت یک قسمت ۶۲ پینی یکپارچه بود. با ورود سیستم‏های AT در سال ۱۹۸۴، یک سوکت کوچکتر بطول ۳۶ پین به انتهای اسلات اولیه اضافه شد. این کار باعث افزایش باس آدرس به ۲۴ بیت و باس دادهء ۱۶ بیتی گردید. ضمن اینکه کانال‏های کنترلی دیگری نیز به این اسلات اضافه شد.

اسلات ISA بطور استاندارد با فرکانس ۸ MHz و حداکثر سرعت انتقال دادهء ۶/۵MbS قابل دسترس است. امروزه با افزایش فرکانس کاری CPU ها، فرکانس کاری تا ۱۲MHz نیز قابل اعمال می‏باشد.

● آشنایی با پین‏های مهم اسلات ISA :

در این قسمت بطور مختصر با تعدادی از پین‏های مهم و مورد‏نیاز برای آشکارسازی داده از اسلات ISA آشنا می‏شویم.

اشاره شد که این اسلات شامل دو بخش ۶۲پینی و ۳۶پینی می‏باشد. بخش ۶۲پینی بخش بلندتر اسلات و بخش ۳۶پینی بخش کوتاهتر می‏باشد. اگر این دو قسمت را بصورت یکپارچه درنظر بگیریم می‏توان اسلات را به دو ردیف بالا و پایین تقسیم نمود. در ردیف پین‏های بالایی کا در روی کارت‏ها قسمتی هستند که قطعات نصب می‏شود، شامل پین‏های آدرس، داده و کنترلی می‏باشد. در ردیف پایینی که پشت فیبر کارت گسترشی نیز می‏باشد پین‏های مربوط به تغذیه، Clock، کانال‏های درخواست وقفه و درخواست DMA و تعدادی دیگر از پین‏های کنترلی موجودند. تمامی پین‏های موردنیاز برای یک ارتباط مستقیم با باس‏ها و CPU در نیمهء ۶۲پینی ابتدایی اسلات موجود می‏باشد. نیمهء دوم اسلات برای ارتباط با توانایی آدرس‏دهی، پهنای باند و کنترل بیشتر می‏باشد.

حال به شرحی از پین‏‎های مهم و اصلی این اسلات می‏پردازیم :

▪ Address Bits : تعداد ۲۰پین در نیمهء اول اسلات و ۴پین در نیمهء دوم اسلات، با اتصال مستقیم به باس آدرس وجود دارد. می‏توان با آدرس‏دهی نرم‏افزاری و با کمک آشکارسازی آدرس ازطریق این خطوط، هماهنگی بین نرم‏افزار و کارت را بوجود آورد.

▪ Data Bits : تعداد ۸پین در نیمهء اول اسلات و ۸پین در نیمهء دوم اسلات با اتصال مستقیم به باس داده وجود دارد. می‏توان پس از قراردادن آدرس دستگاه مورد نظر روی باس آدرس و انتخاب دستگاه مورد نظر، از این خطوط برای ارسال و دریافت داده استفاده نمود.

▪ I/O Read/Wrte و Mem Read/Write : این خطوط برای اعلام نوع درخواست CPU یا وسایل دیگر، درهنگام ارتباط با DataBus می‏باشد. چنانچه درخواست ارتباط با وسایل I/O باشد، یکی از پین‏های I/O و چنانچه درخواست برای ارتباط با حافظه باشد، یکی از پین‏های Mem فعال می‏گردد. همچنین برای هر یک از حالات خواندن و نوشتن، یکی از پایه‏های Read و Write فعال می‏گردد. پین‏های Mem هم در بخش ۶۲پینی و هم در بخش ۳۶پینی وجود دارد. پین‏های بخش‏ ۶۲پینی چنانچه درخواست مربوط به ۱MB اول حافظه باشد و پین‎‏های بخش ۳۶پینی بدون توجه به مکان حافظهء درخواست شده فعال می‏شود.

▪ Buffered Add Latch Enable : CPU یا دستگاه کنترل‏کنندهء باس آدرس، پس از قرار دادن آدرس دستگاه روی باس آدرس آنرا برای مدت محدودی نگه می‏دارد. برای ایجاد فرصت مناسب برای آشکارسازی آن نیاز به مداری برای دخیرهء آدرس نیاز دارد تا برای مدتی آدرس ذخیره‏گردد. عمل قفل‏کردن آدرس توسط دستگاه جانبی زمانی انجام می‏شود که بیت کنترل روی این خط قرار بگیرد. در لبهء پایین‏روندهء سیگنال روی این خط، آدرس توسط دستگاه مربوطه دخیره می‏گردد.

▪ System CLOCK : این پین که در نیمهء اول اسلات قرار دارد فرکانی هماهنگ و همزمان با Clk سیستم را برای ددستگاه جانبی فراهم می‏نماید. این فرکانس درحدود ۸MHz الی ۱۲MHz می‏باشد. در سیستم‏های قدیمی AT و XT این فرکانس، همان فرکانس کار CPU و Clk مستقیم سیستم بود. در سیستم‏های امروزی که فرکانس کاری CPUها بالای ۶۶MHz می‏باشد، توسط تقسیم‏کننده‏های خاصی این فرکانس کاهش می‏یابد، اما همزمانی‏اش را با پروسسور ازدست نمی‏دهد.

▪ Oscillator : این پین نیز یک فرکانس مرجع با فرکانس ۱۴ /۳۱۸۱۸MHz را برای دستگاه‏های خاصی مانند کارت‏های گرافیک فراهم می‏کند. این فرکانس با فرکانس C PU همزمانی ندارد.

▪ Interrupt Request : دستگاهها و کارتهای جانبی برای ارسال داده ابتدا درخواست خود را به دستگاه کنترل کنندهء باس اعلام می‏ککند و درصورت دریافت اجازه، آنرا روی باس قرار می‏دهند. کانال ارتباطی برای ارسال این درخواست، پایه‏های INT Req. می‏باشند. این کانال‏های درخواست در مجموع ۱۶ عدد می‏باشد که تعدادی بطور پیشفرض اختصاص یافته و غیرقابل دسترس هستند. تعداد ۶ کانال در بخش ۶۲ پینی اسلات و ۵ کانال در بخش ۳۶ پینی اسلات در دسترس می‏باشد.

▪ DMA Request : در هر وسیلهء جانبی و دستگاه ارتباطی، عملیات‏هایی وجود دارند که نیازی به نظارت یا پردازش توسط CPU ندارند. مانند انتقال یکسری از داده‏ها به دستگاه جانبی برای ذخیره یا بالعکس. بمنظور انجام مستقیم این عملیات‏ها بدون نظارت CPU ،برای افزایش کارایی سیستم، ایدهء دسترسی مستقیم به حافظه (DMA) مطرح شد. در این روش دستگاه جانبی، درخواست خود را برای دسترسی مستقیم اعلام و درصورت پذیرفته‏شدن درخواست دستگاه برای مدتی کنترل باس را دراختیار می‏گیرد و عملیات خود را انجام می‏دهد. کانال‏های دسترسی به باس، D MA Request می‏باشند. تعداد ۳ کانال در بخش ۶۲ پینی و ۴ کانال در بخش ۳۶ پینی اسلات وجود دارد.

▪ DMA Acknowledge : CPU یا دستگاه کنترل‏کنندهء باس، بعد از دریافت درخواست دسترسی مستقیم به باس، پاسخ خود را از طریق این کانال به دستگاه درخواست کننده ارسال می‏کند. به ازای هر کانل درخواست، یک کانال ارسال جواب وجود دارد. با این حساب متوجه می‏شویم که ۷ کانال پاسخ در این اسلات وجود دارد.

▪ تغذیه : تعداد ۸ پین در نیمهء ابتدایی اسلات و ۲ پین در نیمهء دوم اسلات برای فراهم نمودن تغذیه کارت یا دستگاه جانبی تعبیه شده‏است.

پین‏های دیگری نیز برای انجام یکسری عملیات کنترلی و ارتباطی وجود دارد که برای طراحی و ساخت یک کارت ساده نیازی به استفاده از آنها نمی‏باشد.

بعد از آشکارسازی دادهء موردنیاز برای انتقال به بخش مخابراتی کارت می‏رسیم. در این بخش دیتای موردنظر مدوله‏شده و ارسال می‏شود. این دیتای ارسالی توسط دستگاه دستگاه مقصد دریافت‏شده و بعد از آشکارسازی به سیستمک مقصد منتقل می‏شود.