Les fentes d`extension et les bus

Les fentes d’extension et les bus
Fente d’extension du PC Fente d’extension à bus PCMCIA
Fente d’extension du AT Bus USB
Fente d’extension MCA du PS/2 Bus AGP
Fente d’extension à bus EISA IEEE 1394
Fente d’extension à bus local VLB NuBus des Macintosh
Fente d’extension à bus PCI
Fente d’extension du PC
La compagnie IBM a conçu la carte mère du premier ordinateur personnel (PC) à partir
d’une nouvelle fente d’extension du bus qu’elle a créée sur mesure pour le
microprocesseur Intel-8088. Ce dernier est pourvu de 62 contacts, dont 8 servent à
véhiculer des bits de données et 20 à véhiculer des bits d’adresses.
Rapidement, le bus d’extension du PC est devenu un standard de l’industrie
informatique; c’est pourquoi on l’appelle le bus ISA (Industry Standard Architecture). À
l’extrémité de chaque carte ISA, est fixée une plaque métallique qui sert de support aux
différentes interfaces, ce qui élimine du câblage à l’intérieur du PC.
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Fente d’extension du AT
En 1984, lorsque la compagnie IBM a adopté le microprocesseur Intel-80286 dans sa
nouvelle machine nommée AT, elle a fait évoluer le bus ISA parallèlement au nouveau
microprocesseur. Il reste compatible avec le bus du PC, mais il est plus puissant et plus
rapide d’accès (8 MHz).
En pratique, le bus du AT s’appelle le bus ISA-16 parce qu’il véhicule les données sur
16 bits. En fait, il dispose d’un double connecteur : le premier possède 62 contacts
comme celui du PC, le second en possède 36, ce qui totalise 98 broches. Il peut
véhiculer les adresses sur 24 bits pour être compatible avec le 80286 et il fonctionne à
8 MHz.
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Fente d’extension MCA du PS/2
En 1987, IBM a sorti une nouvelle génération de machines, les PS/2, dont certains
modèles étaient pourvus de fentes d’extension à bus MCA (Machine Check
Architecture). La compagnie IBM voulait remplacer le bus ISA-16 par le bus MCA qui
pouvait fonctionner à 32 bits. Même si le nouveau bus était de beaucoup supérieur au
bus ISA, les compétiteurs d’IBM ont eu trop de contraintes pour l’utiliser dans leurs
appareils à 32 bits. C’est pourquoi que le bus MCA, à quelques exceptions près, est
presque exclusivement présent dans les appareils IBM.
© Télé-université, 2002 INF 1130
28/02/03 txt-bus-rd3-vf.doc

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Le bus MCA comporte plusieurs sections : une à 8 bits, une à 16 bits, une à 32 bits, une
audio et une pour l’affichage vidéo, ainsi qu’une section pour les transferts adaptés à la
mémoire. Dans les premiers PS/2, le bus MCA fonctionnait à une vitesse de 10 MHz,
mais cela a été facilement amélioré.
Notons que les périphériques à bus ISA sont compatibles avec le standard MCA, mais
pas les cartes d’interface, aussi appelées adaptateurs (adaptors), qui les relient à
l’ordinateur. Autrement dit, une carte ISA ne peut être installée dans une fente
d’extension à bus MCA, pas plus que l’inverse.
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Fente d’extension à bus EISA
En 1988, neuf compagnies dirigées par Compaq ont proposé un substitut au bus MCA,
le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture). Comme IBM a profité de
l’introduction du bus MCA pour rendre son « clonage » presque impossible à moins de
lui payer des redevances financières, le bus EISA était pour ces compagnies la seule
planche de salut pour fabriquer de nouvelles machines à 32 bits, sans être obligées de
verser des redevances à IBM.
Contrairement au bus MCA, le bus EISA offre l’avantage de conserver une compatibilité
avec les cartes ISA parce qu’il constitue une extension du bus ISA; il n’est toutefois pas
évident que cette compatibilité soit réellement un avantage pour profiter de la puissance
d’une machine à 32 bits.
Une fente d’extension à bus EISA est conçue à double profondeur et fonctionne à une
vitesse de 20 MHz. En pratique, le bus EISA comporte deux bus : un pour les entrées et
les sorties, un pour les transferts en mémoire. Ce dédoublement a été rendu nécessaire
pour garder la compatibilité avec le bus ISA.
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Fente d’extension à bus local VLB
La fente d’extension à bus local VLB (Vesa Local Bus) est un connecteur où
l’information ne transite pas par le contrôleur de bus. La liaison est directe entre le
microprocesseur et une fente d’extension à bus local. Il s’agit d’un bus à 32 bits qui a
d’abord été pensé pour relier directement la carte adaptateur ou d’interface vidéo au
microprocesseur, sans la dégradation des performances générées par une connexion
passant par un contrôleur de bus.
Notons que pour développer le bus VLB pour la famille des micro-ordinateurs, les
concepteurs se sont fortement inspirés du bus PDS (Processor Direct Slot) qui existait dans
le monde Macintosh; ce bus permet d’améliorer grandement les performances d’un Mac.
Plus d’une centaine de compagnies ont rapidement adhéré au standard VLB,
développé surtout par des fabricants de cartes et (ou) de moniteurs vidéo. La vitesse
d’accès au bus local est théoriquement similaire à la vitesse interne du processeur; en
pratique toutefois, la technologie ne permet pas de vraiment dépasser 33 ou 40 MHz.
Plusieurs micro-ordinateurs sont pourvus de trois fentes d’extension à bus local; ces
bus, disons-le en passant, sont installés dans le prolongement du bus ISA-16. En
pratique, certaines informations manipulées par une carte VLB passent par le
© Télé-université, 2001 INF 1130
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connecteur ISA. En plus de trouver des contrôleurs vidéo à bus local, il est maintenant
très courant de trouver des contrôleurs de disques implantés sur une carte à bus local.
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Fente d’extension à bus PCI
Apparu à la fin de 1993, le nouveau bus PCI (Peripheral Component Interconnect)
développé par Intel constitue, contrairement au bus VLB, un véritable bus système à
32 bits qui fonctionne à 33 MHz, et cela peu importe la vitesse interne du processeur. En
fait, le bus PCI est un bus à 64 bits, comme le bus de données du Pentium, mais qui
peut fonctionner à 32 bits pour assurer la compatibilité avec le microprocesseur 80486.
La compagnie Intel, instigatrice du standard PCI, a transféré les droits d’exploitation à un
regroupement de compagnies dont fait partie Apple, Compaq, DEC et IBM. C’est ainsi
qu’a été élaboré le PCI-2, lequel fonctionne à 64 bits et à une vitesse de 66 MHz.
On peut trouver des cartes mères pourvues d’une combinaison de fentes à bus ISA-16,
VLB et PCI; ceci peut être un avantage quand on veut augmenter les possibilités de son
appareil, sans pour autant faire l’acquisition de nouvelles cartes. Le bus PCI a été
adopté par la compagnie Apple pour sa gamme d’appareils Power Macintosh. C’est une
étape de plus vers un rapprochement des standards Mac et PC.
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Fente d’extension à bus PCMCIA
Le bus PCMCIA (Personal Computer Memory Card International Association) a été
développé pour le marché des machines portables, de plus en plus populaires. Comme
il est beaucoup plus petit, il accepte des cartes d’extension du format des cartes de
crédit.
Le données voyagent sur 16 bits à une vitesse ne dépassant pas 33 MHz. L’adressage
se fait sur 26 bits, ce qui limite l’espace mémoire à 64 Mo.
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Bus USB
Pour brancher un périphérique à un ordinateur, plusieurs options s’offrent à l’usager.
Chacune n’est possible que par la disponibilité, selon le cas, d’une sortie série, d’un port
souris, d’une prise clavier ou d’un port parallèle, etc. Ainsi, brancher le plus petit
périphérique semble de plus en plus compliqué. Plusieurs compagnies ont donc eu
l'idée de créer un port unique et universel, le bus USB (Universal Serial Bus).
Sur le plan technique, le bus USB est un port qui peut transférer des données à
12 Mo/s. Grâce à ce port, on peut brancher au delà de 127 périphériques sur une même
connexion, ceux-ci étant connectés en chaîne grâce à des connecteurs présents dans
chaque périphérique. Chaque périphérique connecté sur ce port peut être reconnu par le
système et configuré automatiquement au branchement. Le connecteur USB est de la
grosseur d'une prise téléphonique. La reconnaissance des périphériques n'oblige pas
non plus le redémarrage du système.
Pour en connaître davantage sur ce bus, vous pouvez vous connecter à plusieurs sites
Internet dont : http://www.usb.org
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Bus AGP
Le bus AGP (Accelerated Graphics Port) est un port graphique rapide mis au point par
Intel et lié au processeur Pentium II. Il est principalement utilisé pour la connexion de
cartes accélératrices vidéo.
Pour en connaître davantage sur ce bus, vous pouvez vous connecter à plusieurs sites
Internet dont : http://www.agpforum.org
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IEEE 1394
L'interface IEEE1394 ou (firewire) a progressivement remplacé l’interface SCSI (small
computer system interface) qui est maintenant dépassée. Désormais, si vous voulez
transférer une grande quantité de données à de très grandes vitesses, c’est l'interface
IEEE 1394 (norme 1394 de l’Institute of Electrical and Electronics Engineer) que vous
utiliserez.
Par ailleurs, il permet la connexion d'éléments non informatiques, ce qui peut devenir
très intéressant (magnétoscope, stéréo). On parle ainsi d'un bus domotique pour
demain. Les liaisons sont de type « hot plug and play », c'est-à-dire que l'on peut
connecter à tout moment des éléments sur la chaîne, sans pour autant perturber
l'ensemble. Les connecteurs utilisés sont de type NINTENDO.
Il semble, toutefois, que les promoteurs de cette interface envisagent de faire payer des
licences aux fabricants qui l’utiliseraient, ce qui risque de compromettre son
développement
Pour en connaître davantage sur cette interface, vous pouvez vous connecter à
plusieurs sites Internet dont : http://www.1394ta.org
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NuBus
Le bus NuBus a été conçu par le compagnie Texas Instruments. La compagnie Apple l’a
utilisé pendant plus de 10 ans dans les Macintosh haut de gamme et elle l’utilise encore
dans certains Power Macintosh. Contrairement aux bus tel ISA, NuBus est très détaché
du matériel; il fonctionne donc sur plusieurs plates-formes.
NuBus transfère les données sur 32 bits et la transmission s’effectue à une vitesse
d’horloge qui est dépendante de la vitesse interne du processeur : 40 MHz pour une
machine à 80 MHz, 33,3 MHz pour une machine à 100 MHz ou à 36,7 MHz pour une
machine à 110 MHz. Cette variation entraîne évidemment des problèmes de
compatibilité.
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