확장카드

컴퓨팅에서 확장 카드(확장 보드, 어댑터 카드 또는 액세서리 카드라고도 함)는 컴퓨터 마더보드의 확장 슬롯(버스 슬롯이라고도 함)에 삽입하여 컴퓨터 시스템에 기능을 추가할 수 있는 인쇄 회로 보드다.때때로 컴퓨터의 케이스와 마더보드의 설계는 이러한 슬롯의 대부분을 분리 가능한 별도의 카드에 배치하는 것을 포함한다.일반적으로 이러한 카드는 보드에서 위로 돌출되고 확장 카드가 마더보드에 평행하게 배치될 수 있기 때문에 라이저 카드라고 불린다.

확장 카드는 컴퓨터 시스템의 기능과 인터페이스를 그것이 수행할 작업에 적절한 방식으로 확장하거나 보완할 수 있도록 한다.예를 들어, 초고속 다채널 데이터 수집 시스템은 부기에 사용되는 개인용 컴퓨터에서는 쓸모가 없겠지만, 산업 프로세스 제어에 사용되는 시스템의 핵심 부분이 될 수 있다.확장 카드는 현장에서 설치하거나 제거할 수 있는 경우가 많아 특정 목적을 위한 사용자 맞춤화가 가능하다.일부 확장 카드는 지지 시스템 보드의 커넥터에 꽂는 "딸보드" 형태를 취한다.

퍼스널 컴퓨팅에서 주목할 만한 확장 버스와 확장 카드 표준에는 CP/M 운영 체제와 관련된 1974년식 S-100 버스, 1977년부터 애플 II 컴퓨터의 50핀 확장 슬롯(독특한 것), 1981년 IBM PC와 함께 도입된 IBM의 산업 표준 아키텍처(ISA), 1981년 에이콘의 튜브 확장 버스 등이 포함된다.BBC Micro는 또한 1981년부터 복제 시장에서 결코 인기를 얻지 못한 IBM의 특허 및 독점적 마이크로 채널 아키텍처(MCA), 1992년 ISA를 대체한 PCI(Peripheral Component Interconnect) 및 2003년부터 초고속 통신 "레인"으로 인터커넥트를 추상화하고 모든 것을 강등시킨 PCI Express.소프트웨어 프로토콜에 대한 다른 기능.

역사

진공관 기반의 컴퓨터조차도 모듈식 구조를 가지고 있었지만, 주변 장치들을 위한 개별적인 기능들은 인쇄 회로판만이 아니라 캐비닛을 채웠다.프로세서, 메모리 및 I/O 카드는 집적 회로의 개발로 실현 가능해졌다.확장 카드는 프로세서 시스템을 사용자의 요구에 맞게 조정할 수 있도록 하여 연결된 장치의 유형, 메모리에 추가되는 기능 또는 중앙 프로세서에 대한 옵션 기능(예: 부동 소수점 장치)의 변화를 가능하게 했다.미니컴퍼터는 PDP-8을 시작으로 여러 개의 카드로 만들어졌으며, 모두 수동 백플레인으로 구동되고 통신한다.

확장 슬롯을 특징으로 하는 최초의 상업용 마이크로 컴퓨터는 1973년에 마이크로랄 N이었다.최초로 사실상의 표준을 정립한 회사는 알테어 8800을 탑재한 알테어였으며, 1974–1975년에 개발되었으며, 이후 다제조업체 표준인 S-100 버스가 되었다.이러한 컴퓨터들 중 다수는 또한 수동 백플레인 설계였는데, 컴퓨터의 모든 요소(프로세서, 메모리, I/O)가 카드 케이지에 꽂혀 카드 사이에 신호와 전원을 수동적으로 분배했다.

Apple II와 같은 시스템을 위한 전용 버스 구현은 다중 제조업체 표준과 함께 제공됨.

IBM PC 및 하위 시스템

IBM은 1981년에 IBM PC와 함께 산업 표준 아키텍처 (ISA) 버스라고 불리우는 것을 소급해서 소개했다.당시 이 기술은 PC버스라고 불렸다.1983년에 도입된 IBM XT는 (약간의 예외는 있지만) 같은 버스를 사용했다.8비트 PC와 XT 버스는 1984년 IBM AT의 도입으로 확장되었다.이는 XT를 통해 주소와 데이터 버스를 확장하기 위해 두 번째 커넥터를 사용했지만 역호환성이었다. AT 16비트 슬롯에서는 8비트 카드를 여전히 사용할 수 있었다.ISA(Industry Standard Architecture)는 다른 유형이 개발된 후 IBM AT 버스의 지정이 되었다.ISA 버스의 사용자는 메모리 주소, I/O 포트 주소, DMA 채널은 드라이버 소프트웨어의 설정과 일치하도록 카드의 스위치나 점퍼에 의해 구성되어야 하기 때문에 기기를 적절히 연결하기 위해 추가하는 하드웨어에 대한 심층적인 지식을 갖추어야 했다.

IBM's MCA bus, developed for the PS/2 in 1987, was a competitor to ISA, also their design, but fell out of favor due to the ISA's industry-wide acceptance and IBM's licensing of MCA. EISA, the 32-bit extended version of ISA championed by Compaq, was used on some PC motherboards until 1997, when Microsoft declared it a "legacy" subsystem in the PC 97 산업용 백서.전용 로컬 버스(q.v. compaq)와 그 후 VESA 로컬 버스 표준은 80386 및 80486 CPU 버스와 결합되었지만 배타적이지는 않은 1980년대 후반 확장 버스였다.^[1][2][3]PC/104 버스는 ISA 버스를 복사하는 임베디드 버스다.

인텔은 1993년 P5 기반 펜티엄 CPU와 함께 PCI 버스 칩셋을 출시했다.PCI 버스는 1991년 ISA를 대체하기 위해 도입되었다.표준(현재 버전 3.0)은 오늘날까지 PC 마더보드에서 찾아볼 수 있다.PCI 표준은 버스 브리징을 지원한다. 10대의 데이지 체인 PCI 버스가 시험되었다.PCMCIA 커넥터를 사용하는 Cardbus는 PCI-PCI Bridge를 통해 Host PCI Bus에 주변 장치를 부착하는 PCI 형식이다.카드버스는 익스프레스 카드 포맷으로 대체되고 있다.

인텔은 1997년 전용 영상가속 솔루션으로 AGP버스를 도입했다.AGP 디바이스는 PCI-PCI 브리지를 통해 PCI 버스에 논리적으로 연결되어 있다.AGP는 버스라고 불리지만 일반적으로 한 번에 하나의 카드만 지원한다(레거시 BIOS 지원 문제).2005년부터 PCI Express는 PCI와 AGP를 모두 대체하고 있다.2004년에 승인된^{[Like whom?]} 이 표준은 직렬 통신 인터페이스를 통해 논리 PCI 프로토콜을 구현한다.PC/104(-Plus) 또는 Mini PCI는 Mini-ITX와 같은 소형 폼팩터 보드에 확장하기 위해 추가되는 경우가 많다.

1000 EX와 1000 HX 모델을 위해 Tandy Computer는 소형 폼 팩터의 XT 버스 지원 카드를 채택한 PLUS 확장 인터페이스를 설계했다.XT 버스(예: 8비트 ISA 또는 XT-ISA)와 전기적으로 호환되기 때문에 XT 카드를 PLUS 확장 커넥터에 연결하는 패시브 어댑터를 만들 수 있다.PLUS 카드의 또 다른 특징은 쌓을 수 있다는 것이다.스택형 확장 모듈을 제공한 또 다른 버스는 IBM PCjr이 사용하는 "사이드카" 버스였다.이는 XT 버스와 전기적으로 비교될 수 있다. 일부 버퍼링과 래칭, Intel 애드온 칩에서 제공하는 인터럽트와 DMA 추가, 그리고 몇 개의 시스템 고장 감지 라인(Power Good, Memory Check, I/O Ch)을 통해 8088 CPU의 주소와 데이터 버스를 본질적으로 노출시켰기 때문에 거의 유사성이 있다.eck. 다시 말하지만 PCjr 사이드카는 기술적으로 확장카드가 아니라 확장모듈이며, 유일한 차이점은 사이드카가 플라스틱 박스에 둘러싸인 확장카드(커넥터가 노출되는 구멍이 있음)라는 것이다.

다른 가족

애플사의 (애플 2와 매킨토시), 탠디, 코모도어, 아미가, 아타리 등 대부분의 다른 컴퓨터 라인은 자체 확장 버스를 제공했다.아미가족은 조로 2세를 사용했다.애플은 애플 II 주변 카드에 50핀 슬롯 7개를 탑재한 독점 시스템을 사용하다가, 이후 PCI 버스로 전환한 1995년까지 매킨토시 시리즈에 Processor_Direct_Slot와 NuBus의 변형을 모두 사용했다.

일반적으로 말해서, 대부분의 PCI 확장 카드는 그러한 유형의 소프트웨어 드라이버가 있는 경우 PCI 버스 하드웨어를 통합하는 모든 CPU 플랫폼에서 작동할 것이다.보조 모니터에는 VESA 표준을 준수하는 비디오 카드를 사용할 수 있지만 PCI 비디오 카드와 자체 BIOS 또는 기타 ROM이 포함된 기타 카드는 문제가 있다.DEC Alpha, IBM PowerPC, NEC MIPS 워크스테이션은 PCI 버스 커넥터를 사용했다.^[4]Zorro II와 NuBus 모두 플러그 앤 플레이로 사용자가 하드웨어를 구성할 필요가 없었다.

심지어 닌텐도_엔터테인먼트_시스템과 세가 제네시스 같은 많은 비디오 게임기들조차 어떤 형태로든 확장 버스를 포함시켰다; 적어도 제네시스의 경우 확장 버스는 독점적이었다.실제로 많은 카트리지 기반 콘솔(Atari 2600 제외)의 카트리지 슬롯은 시스템 내부 버스의 읽기 및 쓰기 기능을 모두 노출했기 때문에 확장 버스로서의 자격이 주어진다.그러나 이러한 인터페이스에 부착된 확장모듈은 기능적으로는 확장카드와 동일하지만 물리적 형태 때문에 기술적으로 확장카드는 아니다.

다른 컴퓨터 버스들은 산업 통제, 기구, 그리고 과학 시스템에 사용되었다.한 가지 구체적인 예가 HP-IB(또는 Hewlett Packard Interface Bus)인데, 이는 궁극적으로 IEEE-488(일명 GPIB)로 표준화되었다.잘 알려진 일부 역사적 표준에는 VME버스, STD버스, SBus(Sun의 SPARCStation에 특유한), 기타 수많은 표준이 포함된다.

외부 확장 버스

노트북은 일반적으로 데스크탑 컴퓨터를 위한 대부분의 확장 카드를 받아들일 수 없다.결과적으로, 몇 가지 소형 확장 표준이 개발되었다.

원래의 PC 카드 확장 카드 표준은 본질적으로 ISA 버스의 컴팩트 버전이다.카드버스 확장카드 표준은 PCI버스의 컴팩트한 버전으로 만들기 위해 PC카드 표준을 발전시킨 것이다.원래의 ExpressCard 표준은 USB 2.0 주변 장치 또는 PCI Express 1.x x1 장치인 것처럼 작동한다.익스프레스 카드 2.0은 SuperSpeed USB를 카드에서 사용할 수 있는 또 다른 인터페이스로 추가했다.안타깝게도 카드버스와 익스프레스카드는 노트북에 이러한 공격을 좌절시키기 위해 구성된 IOMMU가 없는 한 DMA 공격에 취약하다.

위에 언급된 한 가지 주목할 만한 예외는 데스크탑 표준의 특별히 축소된 버전을 위한 내부 슬롯 하나를 포함하는 것이다.가장 잘 알려진 예는 Peripheral_Component_이다.인터커넥트#미니_PCI 또는 https://en.wikipedia.org/wiki/PCI_Express#MINI-CARD.그러한 슬롯은 대개 "빌트인" 무선 네트워킹을 제공하거나 별도의 GPU를 사용하여 생산 시 시스템을 업그레이드하는 것과 같은 특정한 목적을 위한 것이었다.

적용들

확장 카드의 주요 목적은 마더보드가 제공하지 않는 기능을 제공하거나 확장하는 것이다.예를 들어, 원래 IBM PC에는 온보드 그래픽이나 하드 드라이브 기능이 없었다.이 경우 그래픽 카드와 ST-506 하드 디스크 컨트롤러 카드는 각각 그래픽 기능과 하드 드라이브 인터페이스를 제공했다.일부 싱글보드 컴퓨터는 확장 카드에 대한 규정이 없으며, 제한된 변경이나 사용자 지정을 위해 보드에 IC 소켓만 제공했을 수 있다.신뢰할 수 있는 멀티핀 커넥터는 상대적으로 비용이 많이 들기 때문에 가정용 컴퓨터와 같은 일부 대중 시장 시스템은 확장 슬롯이 없고 대신 메인보드 가장자리에 카드 에지 커넥터를 사용함으로써 값비싼 일치 소켓을 주변 장치 비용에 투입했다.

온보드 기능이 확장되는 경우 마더보드는 단일 직렬 RS232 포트 또는 이더넷 포트를 제공할 수 있다.다중 RS232 포트 또는 다중 대역폭 이더넷 포트를 제공하기 위해 확장 카드를 설치할 수 있다.이 경우 마더보드는 기본 기능을 제공하지만 확장 카드는 추가 또는 향상된 포트를 제공한다.

물리구축

확장 카드의 한쪽 가장자리에는 슬롯에 맞는 접점(에지 커넥터 또는 핀 헤더)이 고정되어 있다.그들은 카드의 전자제품과 마더보드의 전자제품 사이에 전기적 접촉을 설정한다.주변 확장 카드에는 일반적으로 외부 케이블용 커넥터가 있다.PC 호환 개인용 컴퓨터에서는 이러한 커넥터가 캐비닛 뒤쪽의 지지대 브래킷에 위치하였다.산업용 백플레인 시스템에는 백플레인 핀 반대쪽인 카드의 상단 가장자리에 커넥터가 장착되어 있었다.

마더보드의 폼 팩터와 케이스에 따라 1~7장 정도의 확장카드를 컴퓨터 시스템에 추가할 수 있다.백플레인 시스템에 19개 이상의 확장 카드를 설치할 수 있다.시스템에 확장 카드를 많이 추가하면 총 전력 소비량과 열 방출이 제한 요인이 된다.일부 확장 카드는 두 개 이상의 슬롯 공간을 차지한다.예를 들어 2010년 현재 시판되고 있는 많은 그래픽 카드는 듀얼 슬롯 그래픽 카드로서, 두 번째 슬롯을 팬과 함께 능동 열제거원을 배치하는 장소로 사용한다.

일부 카드는 표준 카드보다 짧고 낮은 키의 컴퓨터 섀시에 장착된다는 것을 의미하는 "저명" 카드다.( 훨씬 더 작은 브래킷과 보드 영역을 지정하는 "로우프로파일 PCI 카드" 표준이^[5] 있다.)네트워크, SAN 또는 모뎀 카드와 같이 외부 연결에 사용되는 확장 카드 그룹을 일반적으로 입출력 카드(또는 I/O 카드)라고 한다.

데일보드

딸판, 딸카드, 메자닌 보드 또는 피기백 보드는 시스템에 직접 부착되는 확장카드다.^[6]딸린 보드는 종종 다른 보드를 위한 플러그, 소켓, 핀 또는 기타 부착물을 가지고 있다.딸보드는 컴퓨터나 다른 전자기기 내에서 내부 연결만 하는 경우가 많으며, 보통 컴퓨터 버스를 통해서보다는 마더보드에 직접 접근한다.이러한 보드는 컴퓨터의 다양한 메모리 용량을 향상시키거나, 컴퓨터가 이전에 연결할 수 없었던 특정 종류의 네트워크에 연결할 수 있게 하거나, 사용자가 게임과 같은 다양한 목적을 위해 컴퓨터를 사용자 정의할 수 있도록 하기 위해 사용된다.^[7]

일반적으로 소형 폼팩터를 유지하기 위해 확장 카드가 마더보드에 평행하게 장착될 수 있도록 하기 위해 딸보드가 컴퓨터에 사용되기도 한다.이 형식을 라이저 카드 또는 라이저라고도 한다.특정 모델에 기능이 추가되어 새 모델이나 별도의 모델로 출시되는 등, 전자장치의 기본 기능을 확장하는 데에도 딸보드가 이용되기도 한다.첫 번째 모델을 완전히 재설계하기보다는 메인 보드의 특수 커넥터에 딸보드가 추가될 수 있다.이것들은 보통 보드 위와 평행에 맞으며 스페이서나 스탠드오프 등으로 분리되어 있으며, 극장의 메자닌처럼 쌓여서 메자닌 카드라고 부르기도 하다.웨이브테이블 카드(샘플 기반 합성 카드)는 이런 방식으로 사운드 카드에 탑재되는 경우가 많다.

Some mezzanine card interface standards include the 400 pin FPGA Mezzanine Card (FMC); the 172 pin High Speed Mezzanine Card (HSMC);^[8][9] the PCI Mezzanine Card (PMC); XMC mezzanines; the Advanced Mezzanine Card; IndustryPacks (VITA 4), the GreenSpring Computers Mezzanine modules; etc.

데일보드식 확장 카드의 예는 다음과 같다.

• 향상된 그래픽 어댑터 피기백 보드, 64KB, 최대^[10] 256KB 이상의 메모리 추가
• 확장된 메모리 피기백 보드, 일부 EMS 및 EEMS 보드에^[11] 추가 메모리 추가
• ADD 데어보드
• RAID 데어보드
• 네트워크 인터페이스 컨트롤러(NIC) 베니어보드
• CPU 소켓 데어보드
• 블루투스 딸보드
• 모뎀 딸판
• AD/DA/DIO 며느리 카드
• CDC(Communication dairboard)
• SMDC(Server Management dairboard)
• 직렬 ATA 커넥터 데어보드
• 로봇딸보판
• 액세스 제어 목록 게시판
• 아두이노 "방패" 딸보드
• 비글본 "케이프" 딸보드
• 라즈베리 파이 "HAT 애드온 보드"^[12]
• NDB(Network Dairboard).공통 통합: 버스 인터페이스 논리, LLC, PY 및 마그네틱스.

표준

• PCI 확장(PCI-X)
• PCI Express(PCIe)
• 미니 PCIe
• M.2
• 가속 그래픽 포트(AGP)
• 일반 PCI(PCI)
• ISA(산업 표준 아키텍처)
• 마이크로 채널 아키텍처(MCA)
• VESA 로컬 버스(VLB)
• CardBus/PC 카드/PCMCIA(노트북 컴퓨터용)
• ExpressCard(노트북 컴퓨터용)
• 오디오/모뎀 라이저(AMR)
• 통신 및 네트워킹 라이저(CNR)
• CompactFlash(핸드헬드 컴퓨터와 고속 카메라 및 캠코더용)
• SBus(1990s SPARC 기반 Sun 컴퓨터)
• 조로 (콤모도어 아미가)
• NuBus (Apple Macintosh)

참고 항목

• 호환성 카드
• 호스트 어댑터
• 아이램
• M-Module, 모듈식 I/O를 위한 산업용 메자닌 표준
• 네트워크 카드
• 물리 카드
• POST 카드
• 라이저 카드
• 사운드 카드
• TV 튜너 카드
• 비디오 카드

참조

외부 링크

• 컴퓨터 확장 슬롯 목록 및 핀아웃