Микропроцессорные наборы
Компании-изготовители ИС выпускают микропроцессорные наборы, которые разработчики системных плат могут использовать для поддержки различных микропроцессоров и стандартизованных функций. Хотя компании-изготовители микропроцессоров всегда поставляли микропроцессорные наборы для поддержки выпускаемых ими микропроцессоров, когда архитектура АТX стала фактическим стандартом для РС-совместимых компьютеров, на рынке начали появляться микропроцессорные наборы от независимых изготовителей. С тех пор и до настоящего времени компании-изготовители ИС стремятся создавать микропроцессорные наборы для любых сложных схем, которые становятся стандартом.
В первоначальных микропроцессорных наборах системных плат основные АТX-совместимые структуры объединялись в большие интегральные схемы. В частности, изготовители ИС выпускали одиночные ИС, которые выполняли функции прерываний, прямого доступа в память, таймера/счетчика и часов реального времени АТX. Эти ИС содержали также схемы декодирования адресов и синхронизации во времени для поддержки вышеназванных функций.
Поскольку для изготовления системных плат, разработанных с применением микропроцессорных наборов, требуется существенно меньше дискретных устройств малого и среднего размера, изготовители печатных плат могут разрабатывать платы ПК значительно меньших размеров.
По мере совершенствования технологии изготовления сверхбольших интегральных схем (СБИС), изготовители ИС встраивают в свои чипы устройства все более высокого уровня интеграции. Высокая плотность монтажа, примененная в микропроцессорном наборе, позволяет еще больше уменьшить размеры системной платы.
Монтаж больших блоков схемы в меньшее количество ИС приводит к спиралевидному снижению стоимости системных плат. Установка на плате меньшего количества ИС ведет к снижению затрат на ее изготовление. Стоимость материалов, используемых при изготовлении платы, снижается из-за ее меньших физических размеров. Стоимость компонентов снижается, поскольку дешевле приобрести небольшое количество СБИС, чем несколько малых или средних ИС. И, наконец, стоимость монтажа снижается, т.к. на плате требуется установить только несколько элементов.
Снижение стоимости плат ведет к снижению стоимости компьютера, что, в свою очередь, повышает спрос на компьютеры. Повышение спроса на компьютеры, и, следовательно, на микропроцессорные наборы еще больше стимулирует снижение цен на все компьютерные компоненты.
Обычно ПЗУ BIOS считается неотъемлемой частью любой модели микропроцессорного набора, поскольку оно предназначено для поддержки структуры регистров конкретного микропроцессорного набора.
Микропроцессорные наборы Pentium
Несколько компаний-изготовителей ИС разработали микропроцессорные наборы для поддержки процессора Pentium. В большинстве из них используется микропроцессорный набор, состоящий из микросхем, который поддерживает комбинированную архитектуру шин.
Эта типовая структура микропроцессорного набора по ряду причин может изменяться. Во-первых, это может быть связано с добавлением таких специализированных функций, как интерфейс PC-E или USB (универсальная последовательная шина). Во-вторых, это может быть связано с необходимостью отразить изменения в спецификациях шин.
Тактовые частоты системной шины
Компании-изготовители микропроцессоров и микропроцессорных наборов постоянно разрабатывают устройства для повышения производительности системы. Один из методов достижения этого — ускорение перемещения данных по шинам данных системы. Если взглянуть на структуру, можно заметить, что шины, которые взаимодействуют непосредственно с микропроцессором и северным мостом, работают с одной тактовой частотой, в то время как шина PCI работает с другой тактовой частотой, а устройства PCI — с третьей. Устройства микропроцессорного набора отвечают за синхронизацию перемещения сигналов и данных между этими различными шинами.
Шины между микропроцессором и северным мостом называют передними шинами (front side bus, FSB), а шины PCI — задними (backside bus, BSB). Исторически процессоры Pentium работают с несколькими тактовыми частотами.
