Die Busse ISA, MCA und VLB

Dezember 2016

Erweiterungsbus

Man nennt Erweiterungsbus (manchmal Peripheriebus oder auf englisch expansion bus) die Busse die Steckverbinder besitzen, mit denen Erweiterungskarten (Peripheriegeräte) dem Computer hinzugefügt werden können. Es gibt verschieden Typen von normalisierten internen Bussen, die sich durch folgende Elemente auszeichnen :

  • ihre Form,
  • die Anzahl der Verbindungsstifte,
  • die Art der Signale (Frequenz, Daten, usw.).

Der ISA-Bus

Die Originalversion des ISA-Bus (Industry Standard Architecture), 1981 mit dem PC XT erschienen, war ein Bus von einer Breite von 8 Bits und einer Frequenz von 4,77 MHz.

1984, mit Erscheinen des PC AT (Prozessor Intel 286), ist die Breite des Busses auf 16 Bits übergegangen, und die Frequenz nacheinander von 6 auf 8 MHz, und schließlich auf 8,33 MHz, um somit eine theoretische Übertragungsgeschwindigkeit von maximal 16 Mo/s anzubieten (tatsächlich nur 8 Mo/s da jeder zweite Zyklus der Adressierung diente).

Der ISA-Bus erlaubt das bus mastering, d.h. er ermöglichte es, direkt mit anderen Peripheriegeräten zu kommunizieren, ohne über den Prozessor zu gehen. Eine der Konsequenten des bus mastering ist der direkte Zugang zum Speicher (DMA, für Direct Memory Access). Jedoch erlaubte der ISA-Bus nur die ersten 16 Megaoktett des Arbeitsspeichers zu adressieren.

Bis Ende der 90iger Jahre stattete der ISA-Bus so gut wie alle Computer des Typen PC aus, dann ist er nach und nach durch den PCI-Bus ersetzt worden, der besser Leistungen bot.

  • Steckverbinder ISA 8 Bits :

    Connecteur ISA 8 bits

  • Steckverbinder ISA 16 Bits :

    Connecteur ISA 16 bits

Der MCA-Bus

Der MCA-Bus (Micro Channel Architecture) ist ein verbesserter IBM-Bus der 1987 entwickelt wurde, um die Computerserie PS/2 auszustatten. Dieser Bus, von einer Breite von 16 und 32 Bits, war inkompatibel mit dem ISA-Bus und erlaubte eine Übertragungsrate von 20 Mo/s.

Der EISA-Bus

Der EISA-Bus (Extended Industry Standard Architecture), ist 1988 von einem Firmenkonsortium (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse und Zenith) entwickelt worden, um den MCA-Bus von IBM Konkurrenz zu machen, der im Vorjahr auf den Markt gekommen war. Der EISA-Bus verwendete Steckverbinder der gleichen Dimension wie der ISA-Steckverbinder, aber mit 4 Kontaktreihen, statt nur 2, wodurch eine Adressierung auf 32 Bits ermöglicht wird.

Die EISA-Steckverbinder waren tiefer und die zusätzlichen Kontaktreihen waren unter den ISA-Kontaktreihen platziert. Somit war es möglich eine ISA-Karte in einen EISA-Steckverbinder einzustecken. Sie konnte allerdings weniger tief in die Steckbuchse eingesteckt werden (wegen seitlichen Pinnen) und benutzte so nur die oberen Kontaktreihen (ISA).

Lokalbus-Begriff

Die traditionellen Ein-/Ausgangsbusse, wie der Bus ISA, MCA oder EISA, sind direkt mit dem Hauptbus verbunden und damit gezwungen, mit der gleichen Frequenz zu funktionieren. Manche E/A-Peripheriegeräte benötigen allerdings eine geringe Bandbreite während andere eine höhere Geschwindigkeit benötigen: dadurch entstehen Engpässe auf dem Bus (im Englischen wird der Begriff « bottleneck », wörtlich « Flaschenhals » gängig benutzt). Um diesem Problem entgegen zu wirken, bietet die Architektur des sogenannten « Lokalbusses » (auf englisch local bus) die Möglichkeit, die Geschwindigkeit des Prozessorbusses (FSB) zu nutzen, indem eine direkte Kommunikation mit ihm erstellt wird.

Der VLB-Bus

1992, ist der Lokalbus VESA (VLB für VESA Local Bus) entwickelt worden, von der Vereinigung VESA (Video Electronics Standard Association unter Führung der Firma NEC) um einen Lokalbus anbieten, der für Graphiksysteme bestimmt ist. Es handelt sich um einen Steckverbinder ISA 16-bits, zu dem ein zusätzlicher Steckverbinder von 16 Bits hinzukommt :

connecteur VESA Local bus (VLB)

Der VLB-Bus ist also ein 32-bit-Bus, ursprünglich vorgesehen um bei einer Frequenz von 33 MHz (Frequenz der ersten damaligen PC 486) zu funktionieren. Der Lokalbus VESA ist auf den Folge-Modellen 486 (40 bzw. 50 MHz), sowie auf den allerersten Pentiums benutzt worden, ist dann aber schnell durch den PCI-Bus ersetzt worden.


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