) les bus possédant des connecteurs permettant d'ajouter des cartes d'extension (périphériques) à l'ordinateur. IL existe différents types de bus internes








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date de publication03.07.2017
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Bus d'extension

On appelle bus d'extension (parfois Bus de périphérique ou en anglais expansion bus) les bus possédant des connecteurs permettant d'ajouter des cartes d'extension (périphériques) à l'ordinateur. Il existe différents types de bus internes normalisés caractérisés par :

  • leur forme,

  • le nombre de broches de connexion,

  • le type de signaux (fréquence, données, etc).

Le bus ISA

La version originale du bus ISA (Industry Standard Architecture), apparue en 1981 avec le PC XT, était un bus d'une largeur de 8 bits cadencé à une fréquence de 4,77 MHz.

En 1984, avec l'apparition du PC AT (processeur Intel 286), la largeur du bus est passée à 16 bits et la fréquence successivement de 6 à 8 MHz, puis finalement 8,33 MHz, offrant ainsi un débit théorique maximal de 16 Mo/s (en pratique seulement 8 Mo/s dans la mesure où un cycle sur deux servait à l'adressage).

Le bus ISA permettait le bus mastering, c'est-à-dire qu'il permettait de communiquer directement avec les autres périphériques sans passer par le processeur. Une des conséquences du bus mastering est l'accès direct à la mémoire (DMA, pour Direct Memory Access). Toutefois le bus ISA ne permettait d'adresser que les 16 premiers mégaoctets de la mémoire vive.

Jusqu'à la fin des années 1990 le bus ISA équipait la quasi-totalité des ordinateurs de type PC, puis il a été progressivement remplacé par le bus PCI, offrant de meilleures performances.

  • Connecteur ISA 8 bits :



  • Connecteur ISA 16 bits :



Le bus MCA

Le bus MCA (Micro Channel Architecture) est un bus propriétaire amélioré conçu par IBM en 1987 afin d'équiper leur gamme d'ordinateurs PS/2. Ce bus, d'une largeur de 16 et 32 bits, était incompatible avec le bus ISA et permettait d'obtenir un taux de transfert de 20 Mo/s.

Le bus EISA

Le bus EISA (Extended Industry Standard Architecture), a été mis au point en 1988 par un consortium de sociétés (AST, Compaq, Epson, Hewlett-Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse and Zenith), afin de concurrencer le bus propriétaire MCA lancé par IBM l'année précédente. Le bus EISA utilisait des connecteurs de même dimension que le connecteur ISA, mais avec 4 rangées de contacts au lieu de 2, permettant ainsi un adressage sur 32 bits.

Les connecteurs EISA étaient plus profonds et les rangées de contacts supplémentaires étaient placées en dessous des rangées de contacts ISA. Il était ainsi possible d'enficher une carte ISA dans un connecteur EISA. Elle rentrait cependant moins profondément dans le connecteur (grâce à des ergots) et n'utilisait ainsi que les rangées de contacts supérieures (ISA).

Notion de bus local

Les bus d'entrée-sortie traditionnels, tels que le bus ISA, MCA ou EISA, sont directement reliés au bus principal et sont donc forcés de fonctionner à la même fréquence, or certains périphériques d'entrée-sortie nécessitent une faible bande passante tandis que d'autres ont besoin de débits plus élevés : il existe donc des goulots d'étranglement sur le bus (en anglais le terme « bottleneck », littéralement « goulot de bouteille » est couramment utilisé). Afin de remédier à ce problème l'architecture dite de « bus local » (en anglais local bus) propose de tirer partie de la vitesse du bus processeur (FSB) en s'interfaçant directement sur ce dernier.

Le bus VLB

En 1992 le bus local VESA (VLB pour VESA Local Bus) a été mis au point par l'association VESA (Video Electronics Standard Association sous l'égide de la société NEC) afin de proposer un bus local dédié aux systèmes graphiques. Il s'agit d'un connecteur ISA 16-bits auquel vient s'ajouter un connecteur supplémentaire de 16 bits :



Le bus VLB est ainsi un bus 32-bit prévu initialement pour fonctionner à une fréquence de 33 MHz (fréquence des premiers PC 486 de l'époque). Le bus local VESA a été utilisé sur les modèles suivants de 486 (respectivement 40 et 50 MHz) ainsi que sur les tout premiers Pentium, mais il a rapidement été remplacé par le bus PCI.
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les cartes d’extension

Les cartes d’extension sont des cartes qui se branchent sur l’un des connecteurs (les slots) de la carte mère. Les cartes d’extension sont aussi appelées des interfaces d’extension.

A l’origine, les normes d’extension ont été développées par la société IBM, et ont largement contribuées au développement de l’ordinateur personnel (l’IBM PC compatible). Les cartes d’extension ont permis de personnaliser son ordinateur en fonction de ses propres besoins…

Les connecteurs de cartes d’extension


Il existe différents types de connecteurs :

  • Les connecteurs ISA (Industry Standard Architecture) sont les plus anciens et se retrouvent sur les carte mère des vieux ordinateurs, ceux qui sont équipés de processeurs 386 et 486. Ils fonctionnent sur un bus de 16 bits à 8 Mhz.

  • Les connecteurs NUBUS des ordinateurs MACINTOSH (la série des MAC II) équipés de processeur 68000 de chez MOTOROLA.

  • Les connecteurs EISA (Extended Industry Standard Architecture) sont les successeurs des connecteurs ISA et se retrouvent sur les cartes mère équipées de processeur PENTIUM. Ils fonctionnent sur un bus de 32 bits à 32 Mhz. Les connecteurs EISA bénéficient d’une compatibilité rétrograde, c’est à dire que les cartes d’extension ISA peuvent être branchées sur un connecteur EISA.

  • Les connecteurs VESA-local-Bus sont très peu répandus parce qu’ils ont été surplantés par les connecteurs PCI. Les connecteurs VESA se retrouvait sur quelques carte mère des ordinateurs 486. Il est très difficile de remplacer une carte VLB, vaut mieux changer de carte mère…

  • Les connecteurs PCI (Peripheral Component Interconnect) sont issus des laboratoires de la société INTEL, afin d’essayer de faire fonctionner les cartes d’extension à la même vitesse que le processeur. Les connecteurs PCI se retrouvent à la fois sur presque tous les types d’ordinateurs :

  • Les ordinateurs PC équipés de processeur INTEL

  • Les ordinateurs Macintosh équipés de processeur POWERPC de chez MOTOROLA.

  • Les ordinateurs UNIX équipés de processeur SPARC de chez SUN

  • Les ordinateur UNIX équipés de processeur ALPHA de chez DIGITAL

  • Les connecteurs AGP sont des connecteurs spécialisés pour les cartes d’extension vidéo, particulièrement les cartes vidéo 3D, qui accélèrent l’affichage en trois dimensions.

La précaution avant d’acheter

Avant d’acheter une carte d’extension, il faut bien s’assurer que le type de la carte d’extension correspond au type de connecteur disponible sur la carte mère. Il existe des cartes d’extension pour pratiquement tous les types de périphériques, et pour pratiquement tous les types de connecteurs. Aujourd’hui, il est préférable de privilégié la technologie standard (PCI).

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