Sistema de buses

Sistema de Buses

Todos los componentes que forman parte de una computadora, se comunican unos con otros por medio de buses. Los buses son líneas físicas por los que fluye la información entre dos o más dispositivos, pero técnicamente no se considera un bus si solo son dispositivos, se le llamaría puerto.  

Un bus tiene puntos de acceso por medio de los cuales cualquier dispositivo puede conectarse. Todos los dispositivos conectados a un bus pueden enviar y recibir información.

Podríamos decir que la línea telefónica fija de la casa es un bus por el que existe un intercambio de voz e instalando una cajita adicional para una extensión puedo lograr que todos los teléfonos se comuniquen.

Los buses tiene ancho ya sea 16,32 o 64 bits y un velocidad de reloj 66,100 MHz etc.

Interfaces externas del procesador y su funcionamiento

Una computadora utiliza múltiples buses, a continuación entraremos en detalle con conceptos sobre su funcionamiento y los diferentes tipos.

Bus del sistema.

El bus que comunica el procesador con la memoria del sistema y la memoria caché nivel 2, se le conoce con el nombre de bus del sistema. El control de la información que entra y sale del procesador con los periféricos es realizado por el chipset.

En una arquitectura Dual Independent Bus (DIB), Doble Bus Independiente esta conformado por un Front Side Bus para comunicarse con la memoria y los periféricos I/O buses, un bus Backside para comunicarse con la memoria caché L2.

Esto incrementa el desempeño puesto que el procesador puede utilizar ambos buses simultáneamente. Con el paso del tiempo los términos FSB y bus del sistema es lo mismo.

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Otros sinónimos serian bus local, bus del procesador o bus principal.

Bus de datos Procesador/Memoria

Generalmente cuando hablamos de un bus, concluimos que es un bus de datos, por donde fluye información. Entre más líneas o bits (ancho) tenga el bus, más información puede transmitirse simultáneamente. La velocidad del bus la determina el reloj del sistema.

El ancho de banda de un bus de datos es cuanta información puede fluir por el y lo determina el número de bits del bus y su velocidad. Un símil sería una pista con tantos carriles y la velocidad a la que transitan los carros. Un bus que tenga un 10% de velocidad mayor con respecto a otro es más impactante en el desempeño que un 10% más de procesador que otro.

Bus de direcciones Procesador/Memoria

Un bus de direcciones transporta información de dónde en la memoria vamos a escribir o leer un dato. El ancho del bus de direcciones determina la capacidad de direccionamiento del procesador.

Jerarquía de bus

Debido a los diferentes buses que puede haber en un computador se establece una jerarquía entre ellos, lo que significaría prioridad sobre otro generalmente de menos velocidad.

• El bus del procesador tiene el nivel más alto y es utilizado por el chipset.
• Bus caché o back side bus, segundo en prioridad.
• El bus de memoria conecta la memoria del sistema al chipset.
• Bus local I/O este bus de alta velocidad conecta periféricos de alto desempeño a la memoria, chipset y el procesador. Por ejemplo tarjetas de video, controladoras de disco duro externas, interfaces de red de alta velocidad utilizan este bus, ejemplo de este bus el VESA y el PCI.
• El bus standard I/O para atender los periféricos más lentos como ratones, módems, tarjetas de sonido, tarjetas de red. Este bus es el ISA.

El chipset es el conductor que controla la comunicación y se asegura que todos los dispositivos en el sistema puedan interactuar.

Además de los buses de datos y direcciones existe un bus de control que indica cómo va a funcionar el bus y cuándo los datos están disponibles y para quién. Este bus pocas veces se menciona.

Ancho del bus

Determina de cuántos bits se compone el bus, en una autopista cuántos carriles. Por ejemplo el bus ISA de Standard es de 8 bits, mientras que el bus PCI es de 32 bits.

En un bus de direcciones el ancho especifica cuantas posiciones de memoria puede accesar.

Velocidad del bus

Indica cuántos bits por segundo pueden ser enviados por cada línea del bus. Usualmente se transmite un bit por cada ciclo de reloj pero en el puerto AGP se pueden transmitir dos bit por cada ciclo de reloj.

Ancho de banda del bus

Determina la cantidad de información que se transmite teóricamente en una unidad de tiempo. El término en inglés es throughput.

Bus Mastering

Dispositivos pueden tomar control del bus de datos sin interferencia del procesador.

Local Bus

Creado para mejorar el rendimiento es un bus que esta al bus de memoria, lo que es lo mismo directamente al procesador.

ISA (Industry Standard Architecture) Bus

IBM en 1981 lo utilizaba en su microcomputadores PC con el procesador 8088 8bits a 4.77 MHz, luego apareció una segunda versión en 1984 de 16 bits a velocidades de 6 y 8 MHz con la microcomputadores AT utilizado un procesador 80286.

MCA (Micro Channel Arquitecture) Bus

IBM lo utiliza para sus procesadores de 32 bits 80386, de un ancho de 32 bits ofrecía un mejor desempeño que el ISA con dos características Bus Mastering y Plug & Play.

No tuvo mucho suceso por dos razones: ser incompatible con ISA y IBM lo patentizó obligando a los demás fabricantes a pagar derechos de uso.

EISA (Extended Industry Standard Architecture) Bus

Compaq en 1988 lo desarrolla como respuesta a la actitud de IBM con el MCA bus. Compatible con ISA, 32 bits, Plug & Play y Bus Mastering.

VESA Local Bus ( Video Electronics Standard Association)

Introducido en 1992, también conocido como VLB Bus, es el primer bus con la arquitectura Local Bus. Es una respuesta al desarrollo de Sistema Operativos gráficos como Windows, OS de Apple.

Con un ancho de 32 bits y corriendo a 33 MHz, es una extensión del bus de memoria de los procesadores 80486. No soporta Plug & Play.

Puerto AGP

Creado por IBM especialmente diseñado para ser un puerto de video de alto desempeño. Eléctricamente y físicamente diferente lo hace incompatible con cualquiera de las ranuras de expansión hasta ahora vistas. De 32 bits existen las versiones x1, x2, x4, x8

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