Industry Standard Architecture
Industry Standard Architecture (in der Praxis fast immer nur als ISA bezeichnet) ist ein Computerbus-Standard fur IBM-kompatible PCs, der die XT-Bus-Architektur von 8 auf 16 Bit erweitert.
Das Bus-Protokoll erlaubte sogar schon so genanntes Bus Mastering, obwohl nur die ersten 16 MiB des Hauptspeichers fur direkten Zugriff zur Verfugung standen. In Bezug auf die XT-Bus-Architektur wird ISA manchmal auch mit dem Begriff AT-Bus-Architektur belegt.
Weitere Einzelheiten
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]Der ISA-Bus wird ublicherweise mit 8,33 MHz betrieben und stellt in seiner Originalversion eine einfache Herausfuhrung des Systembusses dar. Als Steckplatz dient ein zweiteiliger Slot mit Kontakten im Abstand von 2,54 Millimeter, wobei der langere, 62-polige Abschnitt dem XT-Slot entspricht, wahrend der kurzere, 36-polige Abschnitt die zusatzlichen Signale des AT enthalt. Dadurch konnten XT-Steckkarten zunachst weiterverwendet werden.
Der ISA-Bus wurde Anfang der 1980er Jahre durch Mark E. Dean und Dennis Moeller bei IBM entwickelt. Fur Grafikkarten zu langsam, wurde der ISA-Bus durch verschiedene inkompatible Losungen (MCA-Bus von IBM, EISA-Bus von Compaq und VESA Local Bus durch die Video Electronics Standards Association) ersetzt (MCA) bzw. erganzt (EISA und VLB).
Eine gemeinsame Losung entstand mit dem PCI-Bus in den 1990er Jahren. Dieser ersetzte schrittweise die ISA-Steckplatze auf den PC-Hauptplatinen. Deren Ansteuerung erfolgt dabei bei CPUs mit Cache uber Bridges (bei CPUs mit PCI-Bus uber eine PCI-ISA-Brucke), da sich Busse mit Cache-Koharenz-Protokollen grundlegend vom alten PC-Bus unterscheiden. Lange Zeit hatten Hauptplatinen noch einen oder zwei ISA-Steckplatze fur alte ISA-Steckkarten, wie z. B. ISDN-Karten, Soundkarten, Messkarten, I/O-Karten oder ahnliche. Mit dem Wegfall der ISA-Steckplatze Anfang der 2000er Jahre sind diese Steckkarten daher nicht mehr in neueren Rechnern einsetzbar. Mit der Einfuhrung des PCI-Busses wurde dessen Plug&Play-Fahigkeit auch auf den ISA-Bus ubertragen.
Jedoch ist selbst in den neuesten PCs auf der Hauptplatine noch ISA-Technologie vorhanden, da zum Beispiel Tastatur, Maus, Diskettencontroller und einige grundlegende Systemkomponenten (wie etwa der Interrupt-Controller) aus Kompatibilitatsgrunden wahrend des Betriebssystem-Startvorgangs uber ISA ansprechbar sein mussen. Hierzu wird meist der neuere Low-Pin-Count-Bus verwendet, der softwareseitig voll kompatibel zu ISA ist, aber hardwareseitig einen ganz anderen, seriellen, Aufbau hat.
ISA-Busse wurden und werden auch in Industrie-PCs oder eingebetteten Systemen eingesetzt. Im Gegensatz zum Privatkundenbereich halten sich hier die ,,alten" Systeme wegen der vielfach langeren Produktlebensdauer. Als Beispiel seien die Bussysteme AT-96 und PC/104 genannt, die ISA-Bussignale nutzen. Unterschiedlich sind aber die mechanischen Steckverbinder und die Backplane. Fur Industrie-PCs werden auch immer noch (Stand September 2024) Hauptplatinen mit mindestens einem ISA-Steckplatz hergestellt, die zu deutlich hoheren Preisen als Endverbraucher-Hauptplatinen angeboten werden, dafur aber mit einer langen Liefergarantie verbunden sind. Auf diesen Platinen werden aktuelle CPUs eingesetzt, was zu der etwas merkwurdigen Kombination eines Prozessors mit mehreren Gigahertz Taktfrequenz und einem Peripheriebus mit einer Taktfrequenz von 8 bis 12 MHz fuhrt.
Da der ISA-BUS fur den 80286 Prozessor bzw. IBM AT mit seinem 24 Bit breiten Adressraum ausgelegt wurde, konnen I/O Adressen von ISA Karten beim ISA-Bus nur in den ersten 16 MiB Adressraum eingeblendet werden. Dies fuhrt bei Rechnern mit 16 MiB oder mehr RAM zu Uberschneidungen, so dass dieses RAM, dass im Adressbereich der eingeblendete ISA Karte liegt, nicht verwendet werden kann.[1]
ISA-Steckkarten gibt es in zwei Ausfuhrungen:
- Als Legacy-ISA-Karten werden ISA-Steckkarten bezeichnet, fur die die verschiedenen Systemressourcen (IRQ, DMA, IO-Base, Mem-Base) - soweit benotigt - vom Benutzer eingestellt werden mussen. Dies kann auf Hardwareebene geschehen, wobei dann auf der Steckkarte mittels Steckbrucken (Jumper) oder DIP-Schaltern die Werte einzustellen sind. Dies kann auch auf Softwareebene erfolgen, wobei auf der Steckkarte keine Einstellungen vorzunehmen sind und die notwendigen Systemressourcen per Software dem Treiber ubergeben werden. Es gibt auch Mischlosungen. Bei Legacy-ISA-Karten muss der Benutzer dafur Sorge tragen, dass Systemressourcen nicht doppelt belegt werden. Lediglich serielle Schnittstellen (RS-232) konnen sich einen IRQ teilen, wobei dann aber jeweils nur eine dieser Schnittstellen zur gleichen Zeit angesprochen werden darf.
- Als ISA-PnP-Karten werden ISA-Steckkarten bezeichnet, die von einem PnP-fahigen BIOS die notwendigen Systemressourcen zugewiesen bekommen. Betriebssysteme, die das BIOS nur zum Booten benotigen und danach selbst die Hardwareverwaltung ubernehmen, konnen ISA-PnP-Karten auch dann per Software konfigurieren, wenn das BIOS nicht PnP-fahig ist.
Technische Daten
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| Busbreite | 16 Bit |
|---|---|
| einsetzbare Steckkarten |
08 Bit ISA (XT-Bus), 16 Bit ISA |
| Pinanzahl | 98 (62+36) |
| Rastermass | 2,54 mm (0,1") |
| Betriebsspannungen | +5 V, -5 V, +12 V, -12 V |
| Bustakt | 6 bis 10 MHz a b c |
| theoretischer Datendurchsatz |
16 Bit: 5,33 MByte/s bei 8 MHz (AT, 1 W/S) 08 Bit: 1,33 MByte/s bei 8 MHz (AT, 4 W/S) 08 Bit: 0,96 MByte/s bei 4,77 MHz (XT, 1 W/S) |
| Maximaler Adressraum | 24 Bit, daher sind nur Adressen in den ersten 224-1 = 16 MiB adressierbar. |
Siehe auch
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- XT-Bus-Architektur (der 8-Bit-Vorganger von ISA)
- Extended Industry Standard Architecture (EISA) - zu ISA kompatible 32-Bit-Standard, ermoglicht schnelle Ubertragungen aus dem und in den Arbeitsspeicher
- VESA Local Bus - kurzlebiger zu ISA kompatibler 32-Bit-Standard der fruhen 1990er, entwickelt, um einen schnelleren Zugang zur Grafikkarte zu ermoglichen
- Micro Channel Architecture - IBMs gescheiterter Versuch, einen nicht kompatiblen, aber verbesserten Bus einzufuhren
- Peripheral Component Interconnect (PCI) - erfolgreicher Nachfolger von ISA seit 1991
- ASUS Media Bus, proprietare Erweiterung des PCI-Steckplatzes um einen ISA-Anschluss fur kombinierte Grafik- und Soundkarten, bzw. kombinierte SCSI-Controller und Soundkarten
- Accelerated Graphics Port (AGP) - fur Grafikkarten genutzter Busstandard zwischen 1997 und etwa 2010, Vorganger von PCI Express for Graphics (PEG)
- PCI Express (PCIe) - Busstandard seit 2005, als PCI Express for Graphics (PEG) anfangs vor allem Ersatz fur PCI/AGP bei Grafikkarten, spatestens seit 2010 der Standard-Bus (PCIe ersetzte PCI und AGP vollstandig)
Weblinks
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- ISA - Industrial Standard Architecture - Elektronik-Kompendium
- ASUS Support Q&A Nr. 017 - betrifft die Spannungsanderung von 5 auf 3,3 V (ab etwa 1997) und alte ISA-Karten an (bis etwa 2007) aktuellen ISA-Chipsatzen
- PC/104 Embedded Consortium (englisch)
Einzelnachweise
[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]- | Neue VGA Standards - Das Ende des Regenbogens. In: PC Player. September 1994, ISSN 0943-6693, S. 30 ff. (pcplayer.de [PDF; 81,1 MB; abgerufen am 13. Mai 2024]).