martes, 5 de mayo de 2015

Buses y Tipos de Buses


¿QUE ES EL BUS?




En arquitectura de computadores, el bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre computadoras. Está formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistores y condensadores además de circuitos integrados.





FUNCIONAMIENTO






La función del bus es la de permitir la conexión lógica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos órdenes.





La mayoría de los buses están basados en conductores metálicos por los cuales se trasmiten señales eléctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las señales y entregarlas como datos útiles.

Las señales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o señales de control.







TIPOS DE BUSES


Existen dos grandes tipos clasificados por el método de envío de la información: bus paralelo o bus serie.

Hay diferencias en el desempeño y hasta hace unos años se consideraba que el uso apropiado dependía de la longitud física de la conexión: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.







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.

Los buses en paralelo presentan funciones con líneas dedicadas:



  • Las líneas de dirección son las encargadas de indicar la posición de memoria o el dispositivo con el que se desea establecer comunicación.



  • Las líneas de control son las encargadas de enviar señales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las más importantes están las líneas de interrupción, DMA y los indicadores de estado.



  • Las líneas de datos transmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho que es potencia de 2.






BUS SERIAL







En este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas. Está formado por pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia.








BUS DE DIRECCIONES






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 las 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.
BUS DE DATOS

Este es un bus bidireccional, pues los datos pueden fluir hacia ó desde la CPU. Los m terminales de la CPU pueden ser entradas ó salidas, según la operación que se este realizando ( lectura ó escritura ) .

El número de bits del bus de datos, depende la clasificación del microprocesador.







BUS DE CONTROL

Este conjunto de señales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema. Estas señales las utiliza la CPU  para indicar que tipo de operación se espera en ese momento.
Las señales más importantes en el bus de control son las señales de cronómetro, que generan los intervalos de tiempo durante los cuales se realizan las operaciones. Este tipo de señales depende directamente del tipo del microprocesador.








Estructura y Jerarquía de Buses

ESTRUCTURA DE BUSES


Los buses se componen de líneas eléctricas que transmiten un “0” (cero voltios) o un “1” (más de cero voltios).
  •  Líneas/bus de datos: camino para transferir datos entre el resto de componentes de un computador. Su anchura (número de líneas eléctricas) suele ser una potencia de dos (8=23, 16=24, 32=25,...).
  •  Líneas/bus de direcciones: designan la posición/dirección de los datos. Son salidas de la CPU/procesador y determinan capacidad de direccionamiento.
  •  Líneas/bus de control: controlan el acceso y uso de las líneas/buses anteriores.



JERARQUÍA DE BUSES




Compatibilidad entre buses:
Sólo si son eléctricamente idénticos. Las características de los diferentes tipos de buses deben estar normalizadas.
Ejemplo: bus PCI, AGP, USB, FireWire...

Antiguamente sólo existía un bus principal que lo conectaba todo: bus del sistema. Actualmente existe un conjunto de buses conectados entre sí que forman una jerarquía.
Facilita la mejora del rendimiento de todo el computador al agrupar dentro de los diferentes tipos de buses aquellos componentes del ordenador que tienen aproximadamente la misma velocidad de transmisión de la información.

Mientras más lejos del CPU, buses más lentos y normalmente de menos líneas de datos.
Existen varios tipos de buses en función de su posición dentro de la jerarquía:
• Bus de CPU ó “bus local” del procesador: elementos más rápidos tales como la memoria
caché.
• Bus local ó bus del sistema (Front Side Bus): conecta elementos tales como la memoria principal o dispositivos rápidos (por ejemplo AGP).
• Bus de expansión y/o E/S: PCI, USB, ATA, SCSI, ...



Esquema típico de jerarquía de buses en una computadora.
Los buses de arriba son los más rápidos y el bus de expansión el más lento.