Шина ISA

Самой первым вариантом шины была ее 8-битная версия, а позже появилась и 16-битная версия. Назывались эти шины PC bus (8-bit) и AT bus (16-bit) соответственно.

8-битная версия была разработана IBM как буферизованный интерфейс для шин материнской платы процессора Intel 8088 (16/8 бит) в IBM PC и PC/XT, дополненный прерываниями с приоритетом и каналами DMA.

16-битная версия, появившаяся в 1984 году, представляла собой обновление шины материнской платы для процессора Intel 80286 и предлагала расширенные возможности прерываний и DMA (динамический доступ к памяти), используемых в IBM AT, с улучшенной поддержкой управления шиной.

А IBM называла ISA каналом ввода-вывода (I/O Channel). Термин ISA был придуман как ретроним производителями клонов IBM PC в конце 1980-х или начале 1990-х годов как реакция на попытки IBM заменить AT-шину своей новой и несовместимой архитектурой Micro Channel architecture - MCA

После появления 32-битный процессоров 16-битная шина ISA продолжала использоваться вместе с ними в течение нескольких лет. Была попытка расширить разрядность ISA до 32 бит. Такое расширение назвали «Extended Industry Standard Architecture» (EISA). Но EISA не выдержала конкуренции с появившимися в то время более совершенными шинами: VESA Local Bus и PCI, разъемы которых находились вместе с разъемами ISA на одной материнской плате.

Несмотря на то, что ISA уже давно исчезла из потребительских настольных компьютеров, она до сих пор используется в промышленных системах, где работают специализированные карты расширения, которые никогда не переходили на PCI или PCI Express и которым вполне хватает возможностей ISA.

В 2008 году IEI Technologies выпустила материнскую плату для процессоров Intel Core 2 Duo, которая, помимо современных разъемов вроде PCI, PCIe была оснащена двумя слотами ISA.

А в 2013 году ADEK Industrial Computers выпустила материнскую плату для процессоров Intel Core i3/i5/i7, которая содержала один слот ISA.

ISA 8 bit

В состав шины, состоящей из 62 линий входят 8 линий данных, 20 адресных линий процессора 8088, линии питания, линии тактового генератора, стробы чтения/записи, линии прерываний. Линии питания поддерживают напряжения 5 и 12 В, требуемые для схем pMOS и nMOS. Применяется процессор Intel 8259 PIC, обеспечивающий восемь векторизованных и приоритетных линий прерывания и четыре канала DMA.

ISA 16 bit

16 битная версия ISA предлагает удвоенную полосу пропускания данных, также добавлены дополнительные номера прерываний и DMA, что позволяет подключить больше устройств.

Частота работы шины синхронизирована с тактовой частотой центрального процессора. Для ISA 8 bit - 4,77 МГц, для ISA 16 bit - 6-8 МГц.

Распиновка

Распиновку смотрите на страницах ISA-разъемов: Разъем ISA (16 bit) и Разъем ISA (8 bit)

- ISA также использовалась в некоторых несовместимых с IBM системах: рабочие станции Apollo (68020) и Amiga 3000 (68030) на базе Motorola 68k, AT&T Hobbit и более позднем BeBox на базе PowerPC.

- в 1987 году IBM на замену 16 битной ISA выпустила новую шину собственной разработки - MCA (Micro Channel Architecture). MCA преодолела многие ограничения и недостатки, существовавшие тогда в ISA. Выпуском MCA IBM намеревалась вернуть контроль над рынком персональных компьютеров, в который входило все больше и больше разработчиков и производителей персональных компьютеров и их компонентов, которые в ответ на MCA представили расширение ISA - EISA, а затем и локальную шину VESA (компания VLB). Компания VLB использовала некоторые электронные компоненты, изначально предназначенные для MCA, поскольку производители компонентов уже имели оборудование для их производства. И EISA, и VLB были обратно совместимыми расширениями шины AT (ISA). MCA не выдержала с ними конкуренции, т.к. ее спецификации были закрыты.

- интерфейс жесткого диска AT Attachment (ATA) напрямую произошел от 16-битного ISA. Прямыми предшественниками ATA были ISA-платы сторонних производителей, в которых жесткий диск (HDD) и контроллер жесткого диска (HDC) находились на одной плате расширения. Называлась такая конструкция - Hardcard и появиалсь она в 1985 году благодаря компании Plus Development. Очевидно, что это было временным решением, поскольку в лучшем случае это было очень неудобным для обслуживания, а в худшем - создавало серьезную нагрузку на ISA-разъем, который на нее не был рассчитан. В следующем поколении накопителей Integrated Drive Electronics жесткий диск с контроллером был перемещен в специальный отсек, а для подключение к разъему ISA происходило посредством ленточного кабеля и и простой интерфейсной ISA_платы. С тех пор ATA был отделен от шины ISA и подключен непосредственно к локальной шине. ATA имеет четкие характеристики 16-битной ISA, такие как 16-битную шину данных, синхронизацию сигнала в режимах PIO, а также механизмы прерываний и DMA.

- для того, чтобы подключенная к ISA-разъему плата заработала, необходимо было вручную настраивать такие параметры, как номер прерывания - IRQ, DMA (адрес для динамического доступа к памяти). Эта проблема с настройкой в конечном итоге привела к созданию ISA PnP (plug-n-play), которая использовала комбинацию модификаций аппаратного обеспечения, BIOS и программного обеспечения операционной системы для автоматического управления распределением ресурсов.

- хотя большинство современных компьютеров уже давно не имеют физической шины ISA, почти все ПК с процессорами x86-32 и x86-64 имеют шину ISA, выделенную в физическом адресном пространстве. а некоторые южные мосты и процессоры сами предоставляют такие услуги, как мониторинг температуры и считывание напряжения через шину ISA.

- о стандартизации ISA. IEEE начал стандартизацию шины ISA в 1985 году, получившую название спецификации P996. Однако, несмотря на то, что спецификации P996 были опубликованы, официально они так и не вышли из статуса черновика.