TODO EN ARQUITECTURA DEL COMPUTADOR: CLASIFICACIÓN DE LOS BUSES

CLASIFICACIONES DE BUSES

BUSES

Bus o canal:

Líneas físicas, vías por donde transita la información desde el procesador a los diferentes dispositivos. Constituye un sistema común interconectado, compuesto por un grupo de cables o circuitos que coordina y transporta información entre las partes internas de la computadora.
Un bus o canal tambien se puede definir como una línea de interconexión portadora de información, constituida por varios hilos conductores (en sentido físico) o varios canales (en sentido de la lógica), por cada una de las cuales se transporta un bit de información. El número de líneas que forman los buses (ancho del bus) es fundamental: Si un bus está compuesto por 16 líneas, podrá enviar 16 bits al mismo tiempo.

La unidad de control se vale de los buses para coordinar, solicitar y ejecutar las ordenes.

Bus de datos:

Este conjunto de señales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema. Algunas de estas señales, como R / W, son señales que la CPU envía para indicar que tipo de operación se espera en ese momento. Los periféricos también pueden remitir señales de control a la CPU, como son INT, RESET, BUS RQ.
Se utiliza para transportar la información por medio de este bus, el microprocesador puede enviar o recibir datos de la memoria y también enviar o recibir datos del mundo exterior a través de las unidades de entrada y salida.

El número de líneas del bus de datos determina el “ancho” de la palabra trabajo del CPU.

Es bidireccional.

Están compuestos por 8, 16, 32, 34 líneas.

Para medir el rendimiento de un bus de datos tenemos 2 factores:

a.      Ancho del bus.
     -Cantidad de líneas físicas que lo componen.
   -Cada línea envía un bit a la vez.

b. Frecuencia.

Velocidad a la que se envían los bits para una línea.

Se mide en Hz (Hertz)

Velocidad de transferencia máxima

Ancho= 16 bits.

Frecuencia= 133 MHz

= Ancho * Frecuencia

16 * 133 X10⁶ Hz

bit * MHz

bit * (Operaciones/Seg)

Ancho * Frecuencia

bit * MHz

bit */Seg = bit/seg

= 16*133*16⁶

=2128 X 10⁶ bit/seg/8

=266 x 10⁶ byte/seg/1024

=259,7 X 10³ Kb/ seg/ 1024

=253,67 Mb/seg.

Bus de direcciones: Es totalmente independiente del bus de datos, donde se establece la dirección de memoria del dato del tránsito.
Este es un bus unidireccional debido a que la información fluye es una sola dirección, de la CPU a la memoria ó a los elementos de entrada y salida. La CPU sola puede colocar niveles lógicos en n líneas de dirección, con la cual se genera 2n posibles direcciones diferentes. Cada una de estas direcciones corresponde a una localidad de la memoria ó dispositivo de E / S.

En la actualidad los procesadores 80386DX pueden direccionar directamente 4 gigabytes de memoria principal y el procesador 80486DX hasta 64 GB.

Ø Consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección

Ø Es unidireccional, la cantidad de líneas determina la memoria máxima a utilizar.

Cuál es el tamaño de bits del bus de datos y de bus de direcciones necesarios en un ordenador que tiene 4 Mb de memoria y utiliza palabras de dos byte.

8 byte= 16 bits estos 16 bits son 16 líneas.

Bus de direcciones:

2ⁿ donde n= número de líneas del bus de dirección.

Cantidad que se puede direccionar.

2ⁿ= 4 Mbyte.

4 Mb=4096Kb= 4194304 byte

Se multiplica por 1024 el 4Mb al igual que el resultado de 4096Kb para que pueda dar la cifra de 4194304 byte.

2ⁿ= 4 Mbyte

2ⁿ= 4194304/2 byte

2ⁿ= 2.097152

log2ⁿ= log (2097152)

nlog(2)= log (2097152)

n= log(2097152)/log(2)= 21

Bus de control:

[Transporta señales de estado de la operación efectuadas por la CPU].

El método utilizado por el ordenador para sincronizar las distintas operaciones, es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones. Estas operaciones se transmiten en un modo bidireccional y unidireccional.

ჱ Por este se envían los bits que indican las instrucciones a realizar con el dato.

ჱ Se indica también la IRG y DMA del dispositivo.

Nota: IRQ + un número: Sirve para que el microprocesador identifique de donde provienen estos datos (Discos, RAM, PUERT USB, etc).

DMA: Direct Memory y Access (Acceso Directo de la Memoria).

De Direcciones:
Por este se indican las direcciones de memoria en las cuales se leerán o escribirán los datos. La cantidad de líneas determina la memoria máxima a utilizar.

Podemos clasificar a los buses, según el criterio de su situación física:

Buses internos.

Buses Externo.

Bus Interno: Este mueve datos entre los componentes internos del microprocesador. Todas

partes del microprocesador están unidas mediante diversas líneas eléctricas.

Bus Externo: Este se utiliza para comunicar el micro y otras partes, como periféricos y memoria.

Buses ISA:

Las siglas significan INDUSTRY STANDARD ARQUITECTURE.

Las primeras computadoras personales estaban equipadas con ranuras de 8 bits, que para la velocidad de aquellos procesadores eran suficientes.

Buses MCA:

Los procesadores aumentaron su velocidad, los buses ISA debieron mantener su velocidad para permanecer dentro del estándar, desaprovechando los mayores rendimientos de procesadores y dispositivos.

IBM desarrolló la denominada ARQUITECTURA DE BUS MICROCANAL (MCA). Basada en ranuras de expansión 32 bits, introdujo cambios de diseño y nuevos conceptos de gestión y funcionamiento del bus.

Buses EISA:

Las siglas significan EXTENDED INDUSTRY STANDARD ARQUITECTURE.

Arquitectura estándar industrial extendida. Tiene características de la ISA en cuanto a su compatibilidad pero con la velocidad de MCA es decir, 32 bits.

Buses VESA:

Las ranuras VESA (VIDEO ELECTRONICA STANDARD ASOCIATION) son una extensión de

ISA. Incluye toda la tecnología de EISA, funcionan al ritmo del microprocesador y permiten la transferencia de datos sin necesidad de que estos intervengan permitiendo procesos mucho más rápidos y dejando mayor tiempo libre al microprocesador central.

Buses PCI:

Las siglas significan PERIPHERICAL COMPONENT INTERCONECT.

Interconexión a componentes perimetrales. Es de características similares a VESA, pero se distingue porque la conexión del bus con el microprocesador se efectúa por intermedio de un chip adicional que simplifica y suprime las limitaciones de la conexión directa.

Bus AGP

Las siglas AGP corresponden a Advanced Graphics Port, o Puerto Avanzado de Gráficos. Se trata de un nuevo sistema para conectar periféricos en la placa base del PC; es decir, es un nuevo bus por el que van datos del microprocesador al periférico.

CardBus y PC Card (comúnmente PCMCIA)

Las computadoras portátiles tienen dos slots para adaptadores de "credit card". Esta interface fue llamada "PCMCIA", hoy también se conoce como "PC Card.". Estos son mucho más pequeños, más caros y más lentos que los ISA y EISA.

Bus paralelo

Es un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias líneas que tienen funciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho de los datos por la frecuencia de funcionamiento.

Bus serial

En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 años en buses para discos duros, unidades de estado sólido, tarjetas de expansión y para el bus del procesador.

Buses multiplexados
Algunos diseños utilizan líneas eléctricas multiplexadas para el bus de direcciones y el bus de datos. Esto significa que un mismo conjunto de líneas eléctricas se comportan unas veces como bus de direcciones y otras veces como bus de datos, pero nunca al mismo tiempo. Una línea de control permite discernir cuál de las dos funciones está activa.

Arbitraje del bus

Arbitraje del bus, es una forma de compartir los canales de transferencia de datos de la computadora (los buses) en una forma óptima para que el dispositivo más rápido no deba esperar para ser capaz de transferir y los dispositivos más lentos (como los periféricos) tengan la posibilidad de transferir también. Existen diferentes métodos pero los dos tipos principales son el arbitraje serial y el arbitraje paralelo.

El componente lógico encargado de resolver, en base a alguna política determinada, las necesidades, comunicación y conflictos de accesos de los dispositivos al subsistema de buses.

CHIPSE

Un chipset (traducido como circuito integrado auxiliar) es el conjunto de circuitos integrados diseñados con base en la arquitectura de un procesador (en algunos casos, diseñados como parte integral de esa arquitectura), permitiendo que ese tipo de procesadores funcionen en una placa base. Sirven de puente de comunicación con el resto de componentes de la placa, como son la memoria, las tarjetas de expansión, los puertos USB, ratón, teclado, etc.

El Chipset es el que hace posible que la placa base funcione como eje del sistema, dando soporte a varios componentes e interconectándolos de forma que se comuniquen entre ellos haciendo uso de diversos buses.

Los chipsets por tanto suelen incluir gran cantidad de componentes:

Tarjeta gráfica. Es muy común, encontrarnos con equipos que tienen la tarjeta integrada en el propio chipset. No confundir con aquellos que la tienen integrada en el propio microprocesador.

Tarjeta de sonido. Casi todas las placas incorporan ya de serie soporte para audio y sus conexiones. Esta cubrirá las necesidades básicas del usuario normal.

Tarjeta de red. Al igual que ha ocurrido con las tarjetas de sonido, estas han acabado emplazadas en la propia placa base.

Conexión inalámbrica. Desde la aparición de los primeros Centrino, Intel tenía claro que quería incluir la máxima funcionalidad en la placa base para crear laptops más pequeños y con menos consumo.

PUENTE NORTE

· El Puente Norte (traducido como: "puente norte" en español) es el circuito integrado más importante del conjunto de chips (Chipset) que constituía el corazón de la placa base. Recibía el nombre por situarse en la parte superior de las placas base con formato ATX y por tanto no es un término utilizado antes de la aparición de este formato para computadoras de escritorio. También es conocido como MCH (concentrador controlador de memoria) en sistemas Intel y GMCH si incluye el controlador del sistema gráfico.

Es el chip que controla las funciones de acceso desde y hasta microprocesador, AGP o PCI-Express, memoria RAM, vídeo integrado (dependiendo de la placa) y Southbridge. Su función principal es la de controlar el funcionamiento del bus del procesador, la memoria y el puerto AGP o PCI-Express.

De esa forma, sirve de conexión (de ahí su denominación de "puente") entre la placa madre y los principales componentes de la PC: microprocesador, memoria RAM y tarjeta de vídeo AGP o PCI Express.

EL PUENTE SUR

El puente sur es un circuito integrado que se encarga de coordinar los diferentes dispositivos de entrada y salida y algunas otras funcionalidades de baja velocidad dentro de la placa base. El puente sur no está conectado a la unidad central de procesamiento, sino que se comunica con ella indirectamente a través del puente norte.

La funcionalidad encontrada en los puentes sur actuales incluye soporte para: