Tables des matières Chapitre 9

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1 Architecture interne Chapitre 9, page 1 Tables des matières Chapitre 9 Les différents types de bus... 2 Introduction... 2 L'architecture ISA... 2 L'architecture VLB... 4 L'architecture EISA... 5 Slot et carte EISA L'architecture MCA... 7 Les différents connecteurs MCA sont au nombre de quatre:... 7 L'architecture PCI... 9 L évolution future...10 L'architecture AGP...13 Rappel des normes AGP...14 AMR...15 CNR...15 ACR...15 Connecteurs éphémères...15 PCMCIA...16 Introduction...16 La carte PCMCIA Les standards Les PC-Card...18 Le Hot plug and play...19 GLOSSAIRE...20

2 Architecture interne Chapitre 9, page 2 Les différents types de bus Introduction. La conception du PC est dite modulaire, c'est-à-dire quelle repose sur le principe du puzzle. En effet, l'utilisateur va choisir ses composants en fonction de ses besoins. La carte graphique ne sera pas la même si l'utilisateur désire faire de la bureautique ou de la CAO. A cet effet, un PC dispose de slots d'extensions où seront insérées des cartes (comme par exemple une carte graphique). L'évolution de la puissance des PC a poussé les constructeurs à développer des architectures internes toujours plus rapides. C'est la raison pour laquelle les slots d'extension ne sont pas tous du même type. Ce composant sera toujours choisi avec soin car il a un rôle primordial sur la vitesse d'un PC. L'architecture ISA Voire fiche technique No 14-A ISA 8 bits 8 Mhz = 8 Mo/s ISA 16 bits 8 Mhz = 16 Mo/s L'architecture ISA (Industrie Standard Architecture) a été inventée en 1981 par IBM pour son IBM Cette première version était de 8bits et basée sur une fréquence de 4.77Mhz. Elle est composée d'un seul connecteur de couleur noir. Ce slot permet l'accès à 8 lignes de données et à 20 lignes d'adresses. La seconde génération de 286 pouvant adresser un bus de 16 bits, un connecteur ISA 16bits fut créé. Ce dernier se différencie du 8bits par l'adjonction d'un second connecteur court de couleur noire. Le nombre de lignes de données est ainsi passé à 16. Le bus opérant au début à 8Mhz, puis standardisé à 8.33 Mhz, le transfert des données nécessite deux cycles. Le calcul du débit théorique de ce type de slots est le suivant : Octet X Fréquence = MO/S 8 bits X 8Mhz = 8 MO/S 16 bits X 8 Mhz = 16 MO/S Ce débit est bien entendu théorique, il varie en fonction de la carte utilisée. Actuellement le slot ISA n est plus le standard. Cependant, il est toujours utilisé. En effet, ce slot n'ayant plus été modifié depuis longtemps, il permet l'utilisation d'anciens composants. Par contre, son principal défaut est d'être resté à 8 Mhz, ce qui provoque un véritable goulot d'étranglement pour le transfert de données. Quand on sait que certains processeurs utilisent des cartes mères à une fréquence de 100Mhz, 133Mhz voire plus, le bus ISA provoque des ralentissements insupportables. Certaines cartes, effectuant peu de transferts, ne seront pas gênées, mais les performances du contrôleur et de la carte graphique vont en pâtir. Le bus ISA n'est pas un bus auto configurant, ce qui oblige l'utilisateur à configurer manuellement chaque nouveau composant. Ici, la notion de Plug'n Play n'existe pas. L'adresse et l'irq de la carte doivent être définie avec beaucoup de jugeote et un peu de chance. Afin d'éviter trop de risque de conflits, les constructeurs ont souvent normalisé ces deux paramètres en fonction du type de carte. Ainsi, une carte son utilisera généralement l'adresse 220H et l'irq

3 Architecture interne Chapitre 9, page 3 5. Des systèmes d'exploitation Plug'n Play, tels que Windows 9x, peuvent malgré tout détecter seul une carte ISA, mais ils seront incapables d'en changer la configuration matérielle. En fait, ils chargent en mémoire un pilote et scanne toutes les adresses, si une réponse est retournée, il en déduit qu'une carte correspondant au pilote utilisé s'y trouve. Une version ISA 32 bits fut étudiée, mais elle ne fut jamais standardisée. Elle est restée un bus de type propriétaire utilisé par certains constructeurs pour des extensions de mémoire, par exemple. Carte et connecteur ISA 8 bits. Carte et connecteur ISA 16 bits.

4 Architecture interne Chapitre 9, page 4 L'architecture VLB. Voire fiche technique No 14-B 32 bits 33 Mhz = 132 MO/S. L'architecture VLB (Vesa Local Bus) a été présentée en 1992, grâce aux efforts conjoints de Dell et d'intel. Basé sur une norme VESA (Video Electronic Standard Association), ce bus est une évolution du bus ISA. Il permet des débits nettement améliorés en utilisant la même fréquence que la carte mère de l époque. De plus, il est 32bits. Ces fonctionnalités lui permettent ainsi d'obtenir des débits théoriques de l'ordre de 120 à 148 Mo/s, en fonction de la fréquence utilisée. Techniquement parlant, le VLB détourne le bus local du processeur pour son propre usage, ce bus étant bien entendu à la fréquence de la carte mère. Ce procédé, qui à l'avantage d'être extrêmement économique, présente certaines limitations. Le bus local processeur n'étant pas dimensionné à cet effet, il est impossible de mettre plus de 3 cartes VLB dans un PC. De même, les cartes nécessitant d'importants apports électriques sont aussi bannis. Une carte de type VLB ne supporte généralement pas les fréquences supérieures à 40Mhz. En fait, le VLB était une solution provisoire, mais qui permettait d'obtenir des gains de performance importants pour un surcoût minimum. On l'utilisait de préférence pour la carte graphique et la carte contrôleur. Ce type de slot est facilement reconnaissable, il s'agit en effet d'un slot ISA 16bits auquel on a ajouté un troisième connecteur de couleur brune, doté de 112 contacts. Ce type de connecteur est totalement compatible avec les cartes Isa 16 bits Ajout VLB

5 Architecture interne Chapitre 9, page 5 L'architecture EISA. 32 bits 8 Mhz = 32 MO/S. Voire fiche technique No 14-C Le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture) a été annoncé par un consortium de fabricants (sauf IBM) en 1988 comme réponse au bus MCA d'ibm. En effet, l'utilisation du bus MCA aurait obligé les fabricants à payer des royalties à IBM, ce qui n'est pas le cas avec le bus EISA. Ce consortium de fabricants n'a en fait qu'approuvé une technologie développée à plus de 95% par la société Compaq, le principal challenger d'ibm. un connecteur EISA connecteur ISA Cette architecture est présentée comme une suite au bus ISA. Elle est aussi basée sur une fréquence de 8Mhz (8.33 pour être précis), mais utilise un bus 32 bits. De cette façon, un débit théorique de Mo/seconde a pu être atteint. L'apparence d'un slot EISA est la même qu'un slot ISA 16 bits, si ce n'est qu'il est plus haut. Il reste intégralement compatible ISA (8 et 16 bits) grâce à l'usage de détrompeur. Si une carte EISA est insérée, elle s'enfoncera plus profondément, étant ainsi connectée avec plus de contacts. En fait, deux autres technologies ont été implémentées sur ce type de slot. D'une part le Bus Mastering et d'autre part un Setup automatique des cartes. Le Bus Mastering permet de gérer le flux de données de façon intelligente. Virtuellement, une carte EISA est une carte qui possède son propre processeur, elle peut ainsi faire toutes les opérations désirées sans l'aide du processeur du PC. Le Bus Master est relié à un composant appelé ISP (Integrated System Peripheral), qui agit comme unité d'arbitration. Ce dernier autorise une carte Bus Master à prendre un contrôle exclusif du système, en fait elle-même. Ce procédé permet une nette augmentation des performances. L'ISP arbitre les différentes demandes de chaque carte, selon un ordre de priorité à 4 niveaux. Cela évite qu'une pénalise toutes les autres. Cet ordre comprend les niveaux suivants: System Memory Refresh, DMA Transfert, CPU, Bus Master. Lorsqu'une carte estime devoir prendre le contrôle du système, elle en avertit l'isp. Dès que cela est possible, celui-ci prend contrôle du système et donne ce qui a été demandé au périphérique concerné. Une carte en surcharge pourra ainsi demander un plus grand contrôle, ou au contraire, libérer le système le temps qu'elle finisse ses traitements. Slot et carte EISA. Dans une architecture EISA, les cartes sont automatiquement paramétrées par le système. Ces réglages concernent en particulier l'adresse et les IRQ. Pour ce faire, chaque carte est livrée avec un fichier de configuration (*.CFG) qui doit être donné au BIOS. Ce fichier contient une sorte de driver qui permet ainsi au BIOS de savoir comment gérer la carte.

6 Architecture interne Chapitre 9, page 6 Cette architecture est désormais relativement peu répandue, son principal défaut étant son prix élevé. Mais, elle revient au goût du jour avec son implantation dans de nombreuses cartes mères Pentium, parallèlement au PCI. Son coût la réserve pour des machines haut de gamme, tels que les serveurs de réseau.

7 Architecture interne Chapitre 9, page 7 L'architecture MCA. 32 bits débit entre 20 et 160 MO/S. Voire fiche technique No 14-C L'architecture MCA (Micro Channel Architecture) est l'évolution du bus ISA proposée par IBM en Ce bus a une largeur de 32 bits et utilise la fréquence du processeur. A l'instar du EISA, il utilise aussi un système de Bus Mastering. Ce dernier est basé sur un chip nommé CACP (Central Arbitration Control Point) qui se charge de gérer les ordres de priorité entre les différents composants. Il évite ainsi qu'une carte monopolise le bus, et diminue les performances globales du système. Les connecteurs utilisés utilisent un format propriétaire d'ibm. Cette société a en effet déposé un copyright sur le MCA, ce qui en a fortement limité la diffusion. En effet, à part IBM avec sa gamme PS/2, il n'existe qu'un nombre restreint de constructeurs qui ont accepté de payer des royalties à IBM. Ces connecteurs sont totalement incompatibles avec les autres formats du marché, qu'il s'agisse du ISA, du EISA, du VLB ou encore du PCI. Les cartes MCA sont aussi autoconfigurantes. A cet effet, un fichier POS (Programmable Option Select) est livré avec chaque carte. Celui-ci doit être transmis au BIOS qui l'utilisera pour régler l'irq et l'adresse de la carte concernée. Sur un IBM PS/2, l'accès au Bios nécessite de booter sur une "disquette" de démarrage, qui est propre à chaque modèle de la gamme. Sans cette disquette, il vous sera impossible d'y apporter une quelconque modification. Le débit théorique de ce slot varie entre 20 et 160 Mo/seconde, selon le connecteur et la carte utilisée. Les cartes à ce format sont facilement reconnaissables à leur poignée de couleur bleue et à leur face arrière assez particulière. Leu faible diffusion, liée à la complexité de cette architecture en explique le coût élevé. Les différents connecteurs MCA sont au nombre de quatre: MCA 16bits. MCA 32bits. Il constitue la base de tous les slots MCA. En effet, un connecteur de 16bits, plus petit qu'un ISA, sera toujours présent dans une architecture MCA. Ce dernier est divisé en deux parties. La première contient un connecteur 8bits, destinés à la gestion des traitements. Le second, de 16bits, est utilisé pour le transfert des données proprement dites. Commercialisé avec les premiers processeurs 32bits (Intel 386DX), ce connecteur fut le standard sur les machines PS/2. Comme son nom l'indique, il utilise une largeur de bus de 32bits.

8 Architecture interne Chapitre 9, page 8 MCA Video Extension. MCA Memory Matched Il s'agit ici d'une extension spéciale permettant d'accélérer les traitements graphiques. Il se présente sous la forme d'un connecteur 16bits, auquel a été ajouté un second connecteur spécifique. Une carte graphique placée dans ce connecteur fera appel aux circuits graphiques intégrés sur la carte mère. Les fonctions de base VGA seront alors assurées par la carte mère. La carte graphique sera surtout utilisée pour les affichages en haute résolution. Il va sans dire qu'il n'existe qu'un connecteur de ce type par PC. Présents que dans certains PS/2, ce connecteur est conçu pour abriter des cartes d'extension mémoire. Il permet ainsi de dépasser les limites fixées par le nombre de connecteurs présents sur la carte mère.

9 Architecture interne Chapitre 9, page 9 L'architecture PCI Voire fiche technique No 14-D 32 bits 33 Mhz 132 Mo/s (v2.2). 64 bits 33 Mhz 264 Mo/s (v2.2). 64 bits 66 Mhz 528 Mo/s (pci-x)1.066 G.O soit 8x plus que la version v2.2. Le bus PCI partage les IRQ de la manière suivante slot pci 1 et 4, 2 et 5, 3 et 6 Le PCI (Peripheral Componement Interconnect) est issu d'une spécification éditée en par la société Intel. Cette architecture utilise un procédé comparable au VLB. En effet, elle utilise aussi le bus système, mais l'adjonction d'un contrôleur propriétaire lui permet d'outrepasser la limite de 3 slots. Un slot PCI à une fréquence de base de 33Mhz et existe en version 32 et 64 bits. Cela lui permet d'atteindre des débits théoriques de l'ordre de 132Mo/s dans le premier cas et 264 Mo/s dans le second. Son lancement a été ralenti par son coût de production élevé, mais ses performances et sa souplesse lui permettent de gagner des parts importantes de marché. Les performances élevées sont obtenues grâce à différents points: Burst Mode Bus Mastering Bandwith Ce procédé permet de transférer de multiples données en une seule session. En effet, lorsqu'une adresse mémoire initiale est fournie, le pointeur va volontairement dériver. Il pourra ainsi lire les valeurs se trouvant sur la même colonne et les envoyer. Cela évite de repositionner "manuellement" le pointeur sur l'adresse suivante, d'où gain de temps. C'est la capacité pour une carte PCI de prendre le contrôle du bus et d'effectuer ainsi des transferts directs. Cela offre la possibilité pour plusieurs cartes PCI d'effectuer des transferts simultanés. Une unité d'arbitration vérifie qu'aucun élément, y compris le CPU, ne puisse verrouiller le système en s'affectant la totalité des ressources disponibles. La largeur de bus (ou de bande) correspond au nombre de bits pouvant circuler simultanément. La révision PCI 2.1 a proposé un bus de 64bits cadencé à 66Mhz. Cela permet de quadrupler la bande passante par rapport au PCI de base (32bits pour 33Mhz)

10 Architecture interne Chapitre 9, page 10 Le mode de transfert de données peut être du type synchrone ou asynchrone, en fonction de la carte mère et du chipset utilisé. Dans le premier cas, le plus courant, le bus PCI utilise le quart de la fréquence de la carte mère. Il est donc cadencé à 25, 30 ou 33Mhz. S'il est asynchrone, sa fréquence peut être différenciée de celle du bus système. Le réglage se fera alors via des jumpers. Les slots PCI peuvent avoir différentes formes, en fonction de la largeur de bande et de la tension utilisée. Une carte mère courante proposera généralement 3 ou 4 slots. Attention, tous les slots n'utilisaient pas forcément le Bus Mastering sur certaines anciennes cartes mères. 5 Volts 3.3 Volts Universal PCI Slot 1 détrompeur 32 bits 2 détrompeurs 64 bits L évolution future PCI Express Anciennement 3GIO 3rd Generation Input/Output Cette nouvelle technologie d entrée/sortie offre des débits atteignant 8 Go/s, soit huit fois ceux autorisés par l'actuel AGP 4x. L interface d entrée/sortie PCI fête tout juste ses 10 ans. C est grâce à cette dernière qu une carte son, par exemple communique avec le processeur. C est aussi une architecture vieillissante qui montre ses limites en terme de bande passante. À un tel point que l interface graphique AGP (Accelerated Graphique Port) l'a déjà remplacée sur les PC pour accroître les performances du circuit vidéo, tout en évitant de saturer la bande passante du bus PCI que se partagent les composants reliés. On est ainsi passé de débits de 133 Mo/s (32 bits, 33 MHz) avec le PCI à des taux successifs de 266 Mo/s, 533 Mo/s et 1,04 Go/s avec l'agp 1x, 2x, 4x. Nouveau venu, PCI Express est destiné à prendre la relève de PCI et de l AGP à partir Concrétisé en juillet 2002 à la suite de la publication de ses spécifications, son principal objectif est d offrir aux composants rattachés des taux de transferts théoriques allant jusqu à 8 Go/s pour du PCI Express 16x. Accroître le débit de l interface d entrée/sortie PCI actuelle évite qu un goulet d étranglement ne se produise face à des masses de données véhiculées, notamment dans le domaine du multimédia. Il permet aussi aux composants rattachés de ne pas

11 Architecture interne Chapitre 9, page 11 être à la traîne face à de futurs processeur fonctionnant à des fréquences de plus en plus élevées (support de PCI Express estimé jusqu'à 10 GHz) et des mémoires vives plus rapides (SDRam DDR et DRDRam). PCI Express est le fruit du travail de l Arapahoe Work Group. Composé d'une soixantaine d industriels et de fabricants dont Compaq, Dell, IBM, Intel et Microsoft, il a soumis pour approbation les spécifications de PCI Express au PCI-SIG pour Peripheral Component Interconnect,- Special Interest Group. Ce consortium en charge du développement et de la gestion des spécifications PCI, l'a validé au mois de juillet. Ainsi, selon ces spécifications, la taille des connecteurs PCI Express accueillant des cartes d extension, n est plus figée. Ces connecteurs sont composés, suivant leur taille, de 1,2, 4, 8, 16 ou 32 voies. La bande passante disponible augmentant en fonction de leur nombre. Chaque voie est composée de deux paires de liaisons dédiées à la transmission et la réception des données. Il s agit là d une interface série et non parallèle, contrairement au bus PCI. Chaque paire de liaisons assure un débit unidirectionnel de 250 Mo/s, lors de la transmission ou la réception de données. Un connecteur 16 voies bénéficie ainsi d un débit de 4 Go/s et 8 Go/s dans le cas d un connecteur 32 voies. La seconde génération de connecteurs devrait doubler ces débits, les limites de PCI Express étant inhérentes aux propriétés du cuivre. Atouts de PCI Express Les connecteurs PCI (interface parallèle) équipant les PC actuels assurent la communication entre le processeur et les périphériques. Ils offrent une bande passante limitée à 266 Mo/s (32 bits, 66 MHz). Le bus PCI-X dédié aux serveurs relève ce débit à 1 Go/s dans sa version 1.0b. Outre des débits initiaux allant jusqu'à 8 Go/s, PCI Express accélère également les échanges avec la mémoire. Il communique directement avec le circuit Northbridge de chipsets (jeu de composant) Intel, qui permet au processeur de communiquer avec les autres composants de la carte mère. De quoi réduire le temps de réponse lors d échange de données entre la mémoire et les composants reliés via un bus PCI Express. De plus, PCI Express prend en compte le contrôle de l'intégrité des données durant les échanges, les informations étant alors retransmises si des erreurs ont été détectées. PCI Express modifie également les habitudes d installation. Des cartes d extension PCI Express pourront être ajoutées sous tension, sans redémarrage du système. Des cartes au format Mini PCI Express (3 cm de large ) viendront remplacer les modules d extension de type PC Card (8,5 cm de large), exploités actuellement par les ordinateurs portables. En terme de coût de fabrication, l architecture PCI Express serait, selon les dires de ces concepteurs, moins coûteuse à implémenter que l interface PCI. Première application: remplacement du port AGP Pour les PC produits en série, la première vocation de PCI Express sera de remplacer le bus graphique AGP. La dernière évolution de l AGP, l AGP 8x a fait son apparition en 2003 et offre des débits de 2 Go/s. Si, les prévisions se révèlent exactes, PCI Express apparaîtra un an plus tard. Ce qui fait de l AGP 8x une technologie éphémère. Un bus graphique 16 voies PCI Express doublerait ainsi le taux offert par l'agp 8x. Si PCI Express est présenté par ses concepteurs comme une évolution du bus PCI actuel, les futurs connecteurs PCI Express ne pourront accueillir les cartes PCI équipant actuellement les PC. Les connecteurs PCI Express de largeur variable sont aussi de tailles plus réduites et moins exigeantes en terme de consommation. Des connecteurs PCI devraient initialement co-

12 Architecture interne Chapitre 9, page 12 habiter avec des connecteurs PCI Express sur une carte mère. Toutefois, les périphériques PCI communiqueront avec le processeur via un bus PCI Express par le biais d une passerelle. Contrairement au sort qu'il réserve à l AGP, PCI Express n a pour vocation de remplacer la nouvelle interface d entrée sortie pour disque dur, Serial ATA. Il cohabitera au sein d un PC avec l interface Serial ATA (150 Mo/s) pour disque dures et autres unités de stockages. Ces derniers communiqueront avec la mémoire et le processeur par un bus PCI express par l intermédiaire d une passerelle, tout comme les périphériques UBS 2.0 et FireWire (IEEEE 1394b). PCI Express ne présente que des avantages. Du moins en théorie, puisqu il n existe concrètement que sous forme de prototype. Mais ce n est pas toutefois pas la seule interface d entrée sortie en lice pour remplacer le vieux bus PCI. Chez AMD, le prétendant à la succession de PCI se dénomme Hypertransport qui alloue des débits de 6,4 Go/s. Les interruptions utilisées par le bus PCI sont propres au PCI, donc non équivalentes aux IRQ. Si certaines cartes le requièrent, elles peuvent êtres mappées sur les IRQ du système, généralement de 9 à 12. Dans le cas d'une carte mère possédant plus de 4 slots PCI ou 4 slots et des ports USB, ces IRQ mappées seront partagées.

13 Architecture interne Chapitre 9, page 13 L'architecture AGP Voire fiche technique No 14-E 64 bits 66 Mhz 528 MO/S 64 bits 133 Mhz 1 GO/S Intel a présenté en juillet 1996 et mis en standard en 1998 les spécifications de l'accelerated Graphic Port (AGP). A cette époque, la demande en graphisme 3D dépassait souvent les capacités des machines standard. En effet, tout le monde n'a pas accès à une station Silicon Graphics pour jouer à son jeu favori. L'architecture PCI avait atteint ses limites au niveau du débit autorisé pour les cartes graphiques. Intel a donc proposé un nouveau bus dédié à de telles cartes. Le principal problème est le goulot d'étranglement dût aux faibles performances du bus entre le CPU et la mémoire, et entre le CPU et la carte graphique. La mémoire graphique est extrêmement coûteuse par rapport à la mémoire vive d'un PC. Le graphisme 3D en est un gros consommateur, il est alors judicieux de lui donner accès à cette mémoire vive. A la différence de l'architecture UMA (Unified Memory Architecture) qui monopolise la mémoire, l'agp peut à tout moment rendre au système la portion qu'il utilise. A cet effet, il utilise un procédé appelé Dynamic Memory Allocation. Le système reste alors "propriétaire" de la mémoire vive, et ne prête que ce pour lequel il n'a bas de besoin immédiat. Ainsi, pas besoin de doubler sa mémoire pour éviter un quelconque ralentissement. La gestion de ce bus est assurée par un chipset compatible AGP. Le processeur n'est alors plus requis pour les différentes transactions. Cela permet de gagner en rapidité, tant au niveau du débit que de la charge du CPU. Le contrôleur graphique utilise ainsi un bus dédié à hautes performances qui lui offre un accès direct à la mémoire. Ce procédé est nommé DIME (Direct Memory Execute). Ainsi, il peut l'utiliser pour les opérations complexes que réclame l'application de textures en 3D (texture mapping, ca fait plus pro). De plus, ce bus permet le transfert rapide des informations entre le CPU et le contrôleur graphique. Les traitements sont effectués en mode pipelined, ce qui signifie que le l'agp peut envoyer de multiples données en réponse à une seule requête. Sur un bus PCI, il est nécessaire d'attendre que la première donnée soit traitée avant de pouvoir entamer une quelconque seconde requête. L'AGP profite de ces temps d'attente pour envoyer les données suivantes, on parle alors de mode burst. Un autre procédé "sideband" est aussi inclus dans l'agp. Il fournit 8 lignes d'adresses supplémentaires qui permettent au contrôleur graphique d'émettre des requêtes et des adresses pendant que des transferts sont en cours. Le bus Le port AGP de base offre des débits pouvant atteindre environ 266Mo/s, soit 64 bits par 66Mhz, à raison d'un transfert tous les fronts montants. L'AGP 2x utilise les fronts montants et descendants de la courbe, ce qui lui permet de doubler ce débit. Le débit possible est alors d'environ 530 Mo/s. Le mode AGP4x va jusqu'à quadrupler les débits offerts par l'agp1x, soit plus de 1Go/s. En réalité, il est limité par la fréquence du bus.

14 Architecture interne Chapitre 9, page 14 Le connecteur AGP ressemble énormément à un connecteur PCI, si ce n'est qu'il est de couleur brune. Par contre, il est placé plus en recul du bord de la carte mère que les slots PCI. Rappel des normes AGP AGP 1X Avec un débit théorique de 264 MB/s sur 32 bits AGP 2X Celui-ci permet de charger les informations 1 fois sur la partie montante de l'horloge, une fois sure la partie descendante. Ce bus est géré par les circuits d'interface Intel 440 LX, EX, ZX et BX. AGP 4X Utilise le même bus à 66 Mhz que ses prédécesseurs, mais dédouble les informations chargées sur les flancs montants et descendants de l'horloge. Ce type de bus implique que la mémoire vive soit suffisamment rapide. Il existe une spécification supérieure, extension de l'agp 4X, dénommée AGP Pro. AGP pro Ce connecteur se distingue par sa capacité à recevoir jusqu à 100 Watts contre 25 Watts pour l AGP normal. Cela est nécessaire pour certaines cartes très évoluées, disposant de beaucoup plus de composant à alimenter que les cartes grand public. Ce bus est destiné aux futures stations de travail. AGP 8X Est annoncé par INTEL. Ce bus restera en 32 bits. Seule réelle avancée, le transfert atteint en théorie jusqu'à 2 GB / s. En pratique, le gain de performance est inférieur à 5% par rapport à l'agp 4X.

15 Architecture interne Chapitre 9, page 15 AMR Ce connecteur brun, de petite taille a été développé en 1998 par Intel. Amr (Audio Modem Rieser) avait 2 inconvénients majeurs, la suppression d un bus PCI au profit du connecteur AMR, et l absence de la technologie PnP. CNR Le connecteur CNR (Communication and Network Rieser) est une amélioration apportée par Intel de l AMR. Cependant le changement de connecteur a rendu totalement incompatible les cartes AMR. Les avantages du CNR sont l apport de la technologie PnP et il ne remplace plus un slot PCI, il le partage. Soit le PCI, soit le CNR ACR Le connecteur ACR (Audio and Communication Rieser) présente un avantage et un inconvénient : Elle est compatible AMR. Mais elle occupe un slot PCI Connecteurs éphémères Si je peux donnez un conseil concernant les nouvelles technologies, c est de ne pas jouer les bêtas testeurs, en effet de temps à autres certains constructeurs se distinguent en mettant au point les spécifications d un connecteur atypique, spécialisé dans certaines tâches très précises. Le problème est que souvent, très peu de constructeurs suivent cette nouveauté, ce qui réduit fortement l offre matérielle disponible.

16 Architecture interne Chapitre 9, page 16 PCMCIA. Introduction. Voire fiche technique No 14-F A la fin des années 80, un consortium de fabricants, nommé PCMCIA, a publié les bases d'une norme du même nom. Le terme PCMCIA signifie Personal Computer Memory Card International Association. Leur but était de définir une mémoire flash (qui ne perd pas son contenu lorsqu'elle n'est plus alimentée électriquement) sous forme de carte de crédit. Le principal support visé était bien entendu le monde des ordinateurs portables. Pour convenir aux besoins des futurs utilisateurs, une telle carte devait répondre à bon nombre de critères. Premièrement, elle devait être extrêmement résistante et peu sensible à l'environnement, qu'il s'agisse d'humidité, de chaleur ou encore de contraintes magnétiques. Son usage devait être des plus simple et peu contraignant. L'utilisateur devait pouvoir décider d'utiliser cette mémoire sur le terrain, et hop, en plein rendez-vous de chantier, il l'insérait simplement dans son portable. Le principe du Hot-Plug a alors été retenu. Il permet en effet l'insertion ou le retrait d'une carte à chaud, sans extinction de l'ordinateur. Un pilote de slot, ou socket, détecte la nouvelle carte et l'identifie. Il cherche alors le pilote adéquat et le charge, le périphérique est désormais utilisable. Dans le cas où le système d'exploitation ne trouve pas le pilote, il le demande à l'utilisateur. Ce dernier insère alors la disquette ou le CD-ROM fourni avec la carte. C'est pour cette raison qu'il préférable d'insérer une carte pour la première fois tranquillement à son bureau ou à son domicile. En effet, le Plug'n Play c'est bien sur papier, mais dans la réalité il a parfois de petits soucis. Une fois que le pilote a été installé, il ne sera plus redemandé lors des prochaines insertions de ladite carte. Lors du retrait de la carte, le système d'exploitation décharge simplement le pilote. Le périphérique concerné, et les fonctions qui y sont liées, deviennent alors indisponibles. En pratique, il arrive que le système d'exploitation se fâche et décide de ne plus répondre à vos gentilles requêtes, il ne vous reste plus qu'à redémarrer le système La carte PCMCIA. Une carte PCMCIA se présente sous la forme d'une carte de crédit métallique, de 85.6 par 54mm. Le premier centimètre contient les connecteurs et l'électronique qui y est associé. Le reste de la carte contient le substrat, en d'autres termes l'électronique correspondant à la fonction de la carte (contrôleur SCSI, carte réseau, mémoire,...). Le connecteur proprement dit est composé de deux rangées de 32 perforations. La partie mâle, plus fragile (c'est pas moi qui le dit), est placée sur le socket. Son apparence externe est toujours la même, alors que les brochages peuvent va-

17 Architecture interne Chapitre 9, page 17 rier d'une version de norme à l'autre. Ces perforations peuvent être très facilement obstruées, il est donc prudent de toujours remettre la carte dans son étui. Trois tailles de cartes sont actuellement disponibles: Type Épaisseur. Description. Type I 3.3 mm Il s'agit ici de la carte de base. Sa faible épaisseur et l'état des connaissances à cette date limitait son emploi à de la mémoire Flash ou vive. Type II Type III 5 mm 10.5 mm Plus épaisse, cette carte peut contenir toutes sortes de périphériques "électroniques" comme des modems, contrôleur SCSI ou réseau, carte son,... La grande épaisseur de cette carte la destine plus particulièrement aux périphériques "mécaniques", tels que des disques durs Si l'épaisseur des cartes varie, le connecteur reste toujours le même. Ainsi, un portable équipé de deux connecteurs PCMCIA Type II pourra recevoir une carte Type III. La seule limitation est en fait la place disponible. Une carte Type III étant plus épaisse, elle empêchera l'accès au second connecteur Type II. Les standards. Le consortium PCMCIA a mis à jour souvent la norme, afin de suivre les différents progrès accomplis dans les différentes disciplines hardware. Si cela a permis de garder ce standard d'actualité, il en résulte parfois de petites incompatibilités. Petites car les différents constructeurs du marché suivent correctement la norme sans chercher à rajouter de petites touches personnelles. Lorsque la norme 1.0 a été publiée, certains constructeurs n'ont pas hésité à transformer l'épaisseur de la carte. Désormais tout cela est terminé. Version Date Contenu 1.0 Août 90 Dimension physique des types I et II Information sur les fonctions et les paramètres de la carte (métaformat), aussi appelé CIS (Card Information Structure) Aucun support pour les périphériques I/O, d'où un usage limité aux cartes mémoires (flash ou vive) 2.0 Sept. 91 Ajout du support I/O qui permet l'usage de périphériques devant envoyer/recevoir des données (modem, carte réseau,...) Support du dual-voltage permettant l'emploi de carte 3.3 ou 5 Volts

18 Architecture interne Chapitre 9, page Nov Juil Fév Mars 97 Standardise le format Type III Ajoute les fonctions ATA (Advance Technology Attach) nécessaire pour la connexion de mémoires de masse, tels que les disques durs Support AIMS (Auto-Indexing Mass Storage), il s'agit d'un standard pour le stockage des images digitales Augmentation des fonctionnalités de: Card Service: il s'agit de la couche logicielle chargée de l'allocation des ressources, tels que les IRQ Socket Service: il s'agit de la couche logicielle qui dialogue directement avec le hardware Introduction de la dénomination PC-Card Définition d'un nouveau standard utilisant une interface 32 bits en Bus Matering nommé CardBus Support pour les opérations "Low Voltage" en 3.3 Volts Support du DMA Ajout des fonctionnalités APM (Advanced Power Management) Amélioration de la gestion d'énergie Nouvelle protection thermique Les PC-Card. Le terme de PCMCIA prêtait à confusion, en effet s'agissait-il de la norme ou du consortium sur l initiative de la norme. Il a alors été décidé de réserver le terme PCMCIA au consortium, le terme PC-CARD étant destiné à la norme et aux cartes. Le terme PC-Card 16 est destiné aux composants utilisant une architecture 16 bits issue du ISA. Il s'agit en fait des descendants de la norme PCMCIA 2.1. Si extérieurement, elles semblent identiques à ces cartes, elles ont subi une profonde refonte intérieure. Tout en restant extérieurement compatibles, le support pour le 3.3 Volts a été ajouté. Un système de protection a été ajouté afin d'éviter qu'une telle carte "grille" dans un connecteur 5V. Le taux de transfert a été porté à 8.33 Mb par secondes. La norme PC-Card32, ou CardBus, utilise pleinement l'architecture PCI, qui offre une largeur de bande de 32bits. En théorie, le CardBus peut fournir 32bits de données sur le même connecteur et avec la même interface que le PC-Card16. En réalité, le CardBus émet deux paquets 16bits en les multiplexants, ce qui consiste à les envoyer quasi-simultanément. Comme le PCI, le PC-Card32 utilise une interface cadencée à 33 Mhz, ce qui lui permet des débits de l'ordre de 133 Mb/seconde. La norme CardBus oblige les connecteurs à accepter toutes les anciennes cartes 16bits. De plus, les cartes multifonctions sont supportées. Cela permet de regrouper jusqu'à 7 composants différents (modem, ISDN, son,...) sur une même carte.

19 Architecture interne Chapitre 9, page 19 Le Hot plug and play Le support Hot-Plug a aussi été amélioré afin d'éviter tout problème avec les différents voltages. Désormais, lorsqu'un socket est vide, il n'est plus alimenté électriquement. Deux broches, inutilisées dans les précédentes normes, ont reçu l'appellation Voltage Sense line 1 (VS1) et VS2. Lorsqu'une carte est insérée, le système n'alimente que ces deux broches. Si les deux ne sont pas connectées, il s'agit d'une carte 5V, dans le cas où VS1 est mis à terre, il s'agit d'une carte 3.3V. Une fois seulement ce point déterminé, le système alimente l'ensemble de la carte

20 Architecture interne Chapitre 9, page 20 GLOSSAIRE. AGP PCMCIA Le Bus Mastering 3GIO Accelerated Graphic Port Personal Computer Memory Card International Association. Technologie qui permet de gérer le flux de données de façon intelligente 3 ème Generation Input Output