Buses

Introducción al tema de los BUSES

Material tomado para fines didácticos del libro “Organización y arquitectura de Computadoras”,
William Stallings, 5ª edición, páginas 66 a 76.

ESTRUCTURAS DE INTERCONEXIÓN

Un computador está constituido por un conjunto de unidades o módulos de tres tipos elementales (procesador, memoria y E/S) que se comunican entre sí. En efecto, un computador es unared de módulos elementales. Por consiguiente, deben existir lineas para interconectar estos módulos.

El conjunto de líneas que conectan los diversos módulos se denomina estructura de interconexión El diseño de dicha estructura dependerá de los intercambios que deban producirse entre los módulos.

La Figura 3.15 sugiere los tipos de intercambios que se necesitan, indicando las formas de lasentradas y las salidas en cada tipo de módulo:

• Memoria: generalmente, un módulo de memoria está constituido por N palabras de la misma longitud. A cada palabra se le asigna una única dirección numérica (0, 1, .... N - 1). Una palabra de datos puede leerse de o escribirse en la memoria. El tipo de operación se indica mediante las señales de control Read (leer) y Write (escribir). La posición dememoria para la operación se especifica mediante una dirección.

• Módulo de E/S: desde un punto de vista interno (al computador), la E/S es funcionalmente similar a la memoria. Hay dos tipos de operaciones: leer y escribir. Además, un módulo de E/S puede controlar más de un dispositivo externo. Nos referiremos a cada una de estas interfaces con un dispositivo externo con el nombre de puerto (),y se le asignará una dirección a cada uno (0, 1, .... M - 1). Por otra parte, existen líneas externas de datos para la entrada y la salida de datos por un dispositivo externo. Por último, un módulo de E/S puede enviar señales de interrupción al procesador.

• Procesador: el procesador lee instrucciones y datos, escribe datos una vez los ha procesado, y utiliza ciertas señales para controlar elfuncionamiento del sistema. También puede recibir señales de interrupción.
La lista precedente especifica los datos que se intercambian. La estructura de interconexión debe dar cobertura a los siguientes tipos de transferencias:

• Memoria a procesador: el procesador lee una instrucción o un dato desde la memoria.

• Procesador a memoria: el procesador escribe un dato en la memoria.

• E/S aprocesador: el procesador lee datos de un dispositivo de EiS a través de un módulo de E; S.

• Procesador a E/S: el procesador envía datos al dispositivo de E'S.

• Memoria a E/S y viceversa: en estos dos casos, un módulo de E/S puede intercambiar datos directamente con la memoria, sin que tengan que pasar a través del procesador, utilizando el acceso directo a memoria (DMA).
A través de losaños, se han probado diversas estructuras de interconexión. Las más comunes son. con diferencia, las estructuras de bus y de bases múltiples. El resto de este capítulo se dedica a evaluar las estructuras de bases.

Interconexión con buses
Un bus es un camino de comunicación entre dos o más dispositivos. Una característica clave de un bus es que se trata de un medio de transmisión compartido.Al bus se conectan varios dispositivos, y cualquier señal transmitida por uno de esos dispositivos está disponible para que los otros dispositivos conectados al bus puedan acceder a ella. Si dos dispositivos transmiten durante el mismo periodo de tiempo. sus señales pueden solaparse y distorsionarse. Consiguientemente, sólo un dispositivo puede transmitir con éxito en un momento dado.Usualmente, un bus esta constituido por varios caminos de comunicación. o lineas. Cada línea es capaz de transmitir señales binarias representadas por 1 y por 0. En un intervalo de tiempo, se puede transmitir una secuencia de dígitos binarios a través de una única línea. Se pueden utilizar varias líneas del bus para transmitir dígitos binarios simultáneamente (en paralelo). Por ejemplo, un dato de 8 bits...