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Industry Standard Architecture in der Praxis fast immer nur als ISA bezeichnet ist ein Computerbus Standard für IBM komp

Industry Standard Architecture

Industry Standard Architecture (in der Praxis fast immer nur als ISA bezeichnet) ist ein Computerbus-Standard für IBM-kompatible PCs, der die XT-Bus-Architektur von 8 auf 16 Bit erweitert.

Ein ISA-Steckplatz.
Von unten nach oben: EISA, ISA und XT-Anschlüsse
Single Board Computer mit Intel 80386SX-40-kompatiblen ALi M6117C für den ISA-Bus und mit Anschluss für PC/104

Das Bus-Protokoll erlaubte sogar schon so genanntes Bus Mastering, obwohl nur die ersten 16 MiB des Hauptspeichers für direkten Zugriff zur Verfügung standen. In Bezug auf die XT-Bus-Architektur wird ISA manchmal auch mit dem Begriff AT-Bus-Architektur belegt.

Weitere Einzelheiten Bearbeiten

Der ISA-Bus wird üblicherweise mit 8,33 MHz betrieben und stellt in seiner Originalversion eine einfache Herausführung des Systembusses dar. Als Steckplatz dient ein zweiteiliger Slot mit Kontakten im Abstand von 2,54 Millimeter, wobei der längere, 62-polige Abschnitt dem XT-Slot entspricht, während der kürzere, 36-polige Abschnitt die zusätzlichen Signale des AT enthält. Dadurch konnten XT-Steckkarten zunächst weiterverwendet werden.

Der ISA-Bus wurde Anfang der 1980er Jahre durch Mark E. Dean und Dennis Moeller bei IBM entwickelt. Für Grafikkarten zu langsam, wurde der ISA-Bus durch verschiedene inkompatible Lösungen (MCA-Bus von IBM, EISA-Bus von Compaq und VESA Local Bus durch die Video Electronics Standards Association) ersetzt (MCA) bzw. ergänzt (EISA und VLB).

Eine gemeinsame Lösung entstand mit dem PCI-Bus in den 1990er Jahren. Dieser ersetzte schrittweise die ISA-Steckplätze auf den PC-Hauptplatinen. Deren Ansteuerung erfolgt dabei bei CPUs mit Cache über Bridges (bei CPUs mit PCI-Bus über eine PCI-ISA-Brücke), da sich Busse mit Cache-Kohärenz-Protokollen grundlegend vom alten PC-Bus unterscheiden. Lange Zeit hatten Hauptplatinen noch einen oder zwei ISA-Steckplätze für alte ISA-Steckkarten, wie z. B. ISDN-Karten, Soundkarten, Messkarten, I/O-Karten oder ähnliche. Mit dem Wegfall der ISA-Steckplätze Anfang der 2000er Jahre sind diese Steckkarten daher nicht mehr in neueren Rechnern einsetzbar. Mit der Einführung des PCI-Busses wurde dessen Plug&Play-Fähigkeit auch auf den ISA-Bus übertragen.

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 Kompatibilitätsgründen während des Betriebssystem-Startvorgangs über ISA ansprechbar sein müssen. 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 längeren 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. Für Industrie-PCs werden auch immer noch (Stand November 2018) Hauptplatinen mit mindestens einem ISA-Steckplatz hergestellt, die zu deutlich höheren Preisen als Endverbraucher-Hauptplatinen angeboten werden, dafür aber mit einer langen Liefergarantie verbunden sind. Auf diesen Platinen werden aktuelle CPUs eingesetzt, was zu der etwas merkwürdigen Kombination eines Prozessors mit mehreren Gigahertz Taktfrequenz und einem Peripheriebus mit einer Taktfrequenz von 8 bis 12 MHz führt.

ISA-Steckkarten gibt es in zwei Ausführungen:

  • Als Legacy-ISA-Karten werden ISA-Steckkarten bezeichnet, für die die verschiedenen Systemressourcen (IRQ, DMA, IO-Base, Mem-Base) – soweit benötigt – vom Benutzer eingestellt werden müssen. Dies kann auf Hardwareebene geschehen, wobei dann auf der Steckkarte mittels Steckbrücken (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 übergeben werden. Es gibt auch Mischlösungen. Bei Legacy-ISA-Karten muss der Benutzer dafür Sorge tragen, dass Systemressourcen nicht doppelt belegt werden. Lediglich serielle Schnittstellen (RS-232) können 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-fähigen BIOS die notwendigen Systemressourcen zugewiesen bekommen. Betriebssysteme, die das BIOS nur zum Booten benötigen und danach selbst die Hardwareverwaltung übernehmen, können ISA-PnP-Karten auch dann per Software konfigurieren, wenn das BIOS nicht PnP-fähig ist.

Technische Daten Bearbeiten

Pin-Belegung des ISA-Busses
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 MHz⁠a⁠b⁠c
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)
a 
oft einstellbar auf 4,77 MHz (Notbetrieb, abgeleitet aus dem Timer-Oszillator) oder aus dem CPU-Bustakt durch ganzzahlige Division abgeleitet: 8 MHz, 8,33 MHz, 10 MHz, 11 MHz, oder 12 MHz. Taktraten ab 10 MHz sorgen oft für instabile Systeme.
b 
XT: 4, 4,77 oder 5 MHz, meist mit 1 Wartezyklus (Standardzugriff dauert 4 Takte), Karte kann weitere Wartezyklen anfordern
c 
AT: 6, 6,25, 8, 8,33, 10, 11, 12, 12,5, 16 oder 20 MHz, mit 0 bis 5 (Standard 1 bei 16 bit, 3 bei 8 bit) Wartezyklen (Standardzugriff dauert 2 Takte), Karte kann weitere Wartezyklen anfordern

Siehe auch Bearbeiten

  • XT-Bus-Architektur (der 8 Bit-Vorgänger von ISA)
  • Extended Industry Standard Architecture (EISA) – zu ISA kompatible 32-Bit-Standard, ermöglicht schnelle Übertragungen aus dem und in den Arbeitsspeicher
  • VESA Local Bus – kurzlebiger zu ISA kompatibler 32-Bit-Standard der frühen 1990er, entwickelt, um einen schnelleren Zugang zur Grafikkarte zu ermöglichen
  • Micro Channel Architecture – IBMs gescheiterter Versuch, einen nicht kompatiblen, aber verbesserten Bus einzuführen
  • Peripheral Component Interconnect (PCI) – erfolgreicher Nachfolger von ISA seit 1991
    • ASUS Media Bus, proprietäre Erweiterung des PCI-Steckplatzes um einen ISA-Anschluss für kombinierte Grafik- und Soundkarten, bzw. kombinierte SCSI-Controller und Soundkarten
  • Accelerated Graphics Port (AGP) – für Grafikkarten genutzter Busstandard zwischen 1997 und etwa 2010, Vorgänger von PCI Express for Graphics (PEG)
  • PCI Express (PCIe) – Busstandard seit 2005, als PCI Express for Graphics (PEG) anfangs vor allem Ersatz für PCI/AGP bei Grafikkarten, spätestens seit 2010 der Standard-Bus (PCIe ersetzte PCI und AGP vollständig)

Weblinks Bearbeiten

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Veröffentlichungsdatum:
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 Ein ISA Steckplatz Von unten nach oben EISA ISA und XT AnschlusseSingle Board Computer mit Intel 80386SX 40 kompatiblen ALi M6117C fur den ISA Bus und mit Anschluss fur PC 104Das 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 Inhaltsverzeichnis 1 Weitere Einzelheiten 2 Technische Daten 3 Siehe auch 4 WeblinksWeitere Einzelheiten BearbeitenDer 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 amp 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 November 2018 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 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 Bearbeiten nbsp Pin Belegung des ISA BussesBusbreite 16 BiteinsetzbareSteckkarten 0 8 Bit ISA XT Bus 16 Bit ISAPinanzahl 98 62 36 Rastermass 2 54 mm 0 1 Betriebsspannungen 5 V 5 V 12 V 12 VBustakt 6 bis 10 MHz a b ctheoretischerDatendurchsatz 16 bit 5 33 MByte s bei 8 MHz AT 1 W S 0 8 bit 1 33 MByte s bei 8 MHz AT 4 W S 0 8 bit 0 96 MByte s bei 4 77 MHz XT 1 W S a oft einstellbar auf 4 77 MHz Notbetrieb abgeleitet aus dem Timer Oszillator oder aus dem CPU Bustakt durch ganzzahlige Division abgeleitet 8 MHz 8 33 MHz 10 MHz 11 MHz oder 12 MHz Taktraten ab 10 MHz sorgen oft fur instabile Systeme b XT 4 4 77 oder 5 MHz meist mit 1 Wartezyklus Standardzugriff dauert 4 Takte Karte kann weitere Wartezyklen anfordern c AT 6 6 25 8 8 33 10 11 12 12 5 16 oder 20 MHz mit 0 bis 5 Standard 1 bei 16 bit 3 bei 8 bit Wartezyklen Standardzugriff dauert 2 Takte Karte kann weitere Wartezyklen anfordernSiehe auch BearbeitenXT 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 nbsp Commons Industry Standard Architecture Sammlung von Bildern Videos und Audiodateien ISA Industrial Standard Architecture Elektronik Kompendium ASUS Support Q amp 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 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Industry Standard Architecture amp oldid 227919830