工业标准结构
工业标准结构(Industry Standard Architecture,简称ISA)是IBM PC兼容机上的一种总线。
发明日期 | 1981年 |
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发明者 | IBM |
替代接口 | PCI |
替代日期 | 1993年 |
阔度 | 8或16个 |
最多连接 | 最多6个装置 |
类别 | 并行 |
热插拔 | 不支持 |
外置接口 | 不支持 |
历史
编辑ISA在1981年诞生,并作为IBM PC的8位系统,1983年,ISA被升级作为XT总线体系。后来16位的ISA总线在1984年发布。由于ISA设计出来的目的是为了连接扩展卡和主板,因此ISA的协议同样允许总线控制,尽管只有前16MB的存储器可以直接存取。8位的ISA总线频率为4.77MHz,而16位的工作在8MHz。ISA接口同样出现在一些非IBM PC(包括兼容机)上,比如短命的AT&T的Hobbit还有后来基于PowerPC的BeBox。
1987年,IBM试图以他们所拥有的“微通道体系架构体系”(Micro Channel Architecture,简称MCA)取代ISA,并重新获取对电脑架构和市场上的控制权。MCA总线比ISA更先进,但并不兼容ISA。为了继续控制架构上和市场上的控制权,电脑生产商以“延伸工业标准体系架构”(Extended Industry Standard Architecture,简称EISA),以及后来的“VESA本地总线”(VESA Local Bus,简称VLB)做出还击。事实上,由于组成VESA组织的生产商已经有能力生产MCA装置,所以最初VESA打算在VLB中利用MCA的一些部分。EISA和VLB都兼容ISA标准的扩展。
基于ISA的电脑的用户不得不了解一些关于硬件的特殊知识来升级硬件系统。在那个时候,支持“即插即用”(Plug-n-Play)技术的装置非常罕有。用户在添加新装置的时候不得不配置2到3个项目,比如IRQ(中断请求)、I/O地址(输出/输入地址)、DMA信道,才能正常使用新装置。MCA架构会帮用户完成这些设置,而后来的PCI总线实际上集成了MCA的这些想法(尽管PCI更多特点是直接继承自EISA)。
这个配置上的缺点最终导致了“ISA即插即用”系统的诞生。通过对硬件的一些改造,使硬件、系统BIOS和操作系统自动处理这些繁琐的细节。但实际上,ISA即插即用的缺陷却成为了一个令人头痛的问题,而且没有得到广泛的支持直到ISA结束其使命。
PCI是第一个在物理展上集成了ISA、MCA、EISA优点的扩展接口,并且它的出现直接地挤压了ISA在主板上的地位。起初,主板上依然是ISA占主流地位,但已经出现了PCI槽了。到了20世纪90年代中叶,两种插槽已经在主板上平分秋色了,而ISA插槽很快就在消费PC市场上成为了少数派。微软的PC 97规范更劝说ISA插槽应该完全被除去,尽管当时的系统架构依然需要ISA存在于一些内部发育不良的管线去操作软驱、串口、等等。ISA接口在随后的几年里依然存在,甚至看见AGP接口的诞生,之后遗留在主板上的ISA接口也退出历史了。
值得注意的是,PCI插槽反转的话与ISA是很相似的——PCI卡本来是颠倒插入的,允许ISA和PCI连接器在主板上挤在一起。两个连接器一次只有一个连接器能正常工作,但这已虑及更大的适应性。
8位ISA(XT总线架构)
编辑XT总线架构(即8位ISA)是基于Intel8086和8088的IBM PC/XT上采用的8位ISA总线。
XT总线有4条DMA通道,这些通道中有3条连接到其他扩展槽中。在这三条通道中,正常情况下又有两条分配到特定的机器功能。
DMA通道 | 扩展性 | 常规功能 |
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0 | No | 动态RAM更新 |
1 | Yes | 扩展卡 |
2 | Yes | 软驱控制器 |
3 | Yes | 硬盘控制器 |
16位ISA(AT总线架构)
编辑技术资料
编辑8位ISA(XT)架构
带宽 | 8位 |
兼容 | 8位ISA |
针脚 | 62 |
工作电压 | +5 V, -5 V, +12 V, -12 V |
时钟频率 | 4.77 MHz |
16位ISA
带宽 | 16-bit |
兼容 | 8 bit ISA, 16 bit ISA |
针脚 | 98 |
工作电压 | +5 V, -5 V, +12 V, -12 V |
时钟频率 | 8.33 MHz |
当前应用
编辑除了一些特殊工业使用以外,ISA已经不再使用了,而且现在的主板都不带ISA接口。甚至在一些装置要用上ISA时,系统生产商也不对消费者提及“ISA总线”这个被遗忘的术语,而称呼它为“旧式总线(Legacy Bus)”。
尽管ISA已经几乎没人使用了,但以它为基础的其他总线依然被应用。PC/104,一种派生自ISA的扩展接口,目前仍被用于工业和嵌入式系统,这种接口利用与ISA相同的信号传输线连接不同的连接器。LPC总线在现在的一些主板上取代ISA总线,连接一些老式的I/O装置;尽管物理层上与传统的ISA有区别,但是一般软件都会把LPC看成是ISA,因此一些ISA的缺陷依然存在,比如16MB的DMA寻址极限。