Южные мосты и хабы

Южный хаб чипсета обеспечивает подключение шин PCI, PCI-X и «маломощных» портов PCI-E, ISA (но уже не всегда), АТА (2 канала), SATA, USB, FireWire, а также «мелких» контроллеров ввода-вывода, памяти CMOS и флэш-памяти с системным модулем BIOS. В южной части располагаются таймер (8254), контроллер прерываний (совместимый с парой 8259 или APIC), контроллер DMA для шины ISA и периферии системной платы. Если в чипсет интегрирован звук, то южный хаб (мост) имеет контроллер интерфейса AC-Link или HDA Link для подключения аудиокодека, а то и сам аудиокодек. Поскольку шина ISA отправляется в отставку, для контроллеров ввода-вывода, ранее подключавшихся к шине X-BUS (это практически та же ISA), ввели новый интерфейс LPC (Low Pin Count). Он, как и следует из названия, имеет малое число линий [6], что значительно облегчает разработку чипсета и системной платы. Флэш-память для хранения системной памяти BIOS стали помещать в специальный хаб (firmware hub), соединяемый с южным хабом отдельной шиной (аналогичной LPC). Флэш-память может подключаться и прямо к шине LPC. Для подключения энергонезависимой памяти (EEPROM) хаб может иметь дополнительный последовательный интерфейс. Для обслуживания процессоров, имеющих дополнительную сервисную шину SMBus, а также для поддержки слота CNR хаб может иметь последовательный интерфейс I2C (Inter 1С — интерфейс связи микросхем). Этот же интерфейс может использоваться для чтения идентификаторов модулей памяти. В южный хаб интегрированных чипсетов вводят и контроллер локальной сети (как правило, Ethernet).

Логически южный хаб представляется как набор виртуальных мостов и устройств, подключенных к главной шине PCI. Однако обмены данными с широкополосными устройствами (IDE, SATA, USB, FireWire, Ethernet, AC'97 или HDA) на внешнюю шину PCI все-таки не «выплескивают», иначе теряется смысл южного хаба.

Южный хаб (или мост) определяет перечисленные далее параметры системной платы:

• Параметры шины PCI (только для хабов):

• версия интерфейса и режимы (PCI, PCI-X, PCI-X 2.0);
• разрядность (32 или 64 бита);
• частота (33 или 66 МГц для PCI, до 133 МГц для PCI-X);
• допустимое количество контроллеров шины (число каналов арбитра, которое влияет на число слотов и встроенных устройств PCI).

• Число маломощных (4х) портов PCI-E.

• Параметры интерфейсов AT А:

• поддерживаемые режимы UltraDMA — ATA/33, ATA/66, ATA/100, АТА/133;
• независимость каналов — электрическое разделение каналов, возможность одновременной работы двух каналов.

• Параметры интерфейса SAT А: тип контроллера (желательно AHCI), число портов, возможность одновременного использования с параллельной шиной.
• Число портов и версия шины USB.
• Наличие интерфейса AC-Link или HDA Link.
• Наличие шины ISA.
• Возможность эмуляции DMA на шине PCI (PC-PCI, DDMA).
• Возможности мониторинга состояния:

• число каналов измерения питающих напряжений;
• число каналов измерения температуры;
• число каналов измерения частоты вращения вентиляторов.

Контроллеры гибких дисков, интерфейсных портов, клавиатуры, CMOS RTC могут входить в собственно чипсет, а могут быть реализованы и на отдельных «инородных» микросхемах. От них зависят следующие параметры системной платы:

• наличие порта PS/2 Mouse (есть во всех платах АТХ);
• режимы параллельного порта (стандартный, двунаправленный, ЕСР, ЕРР, поддержка FIFO и DMA);
• режимы последовательных портов (стандартом считается совместимость с 16550А и поддержка FIFO и DMA);
• поддержка IrDA;
• типы поддерживаемых дисководов (2,88 Мбайт поддерживают теперь почти все контроллеры, но эта возможность не востребована дисководами и дискетами).