Buses

BUSES

a) ¿Qué es un Bus?
Un bus es un camino eléctrico común entre varios dispositivos. Son los tejidos conectivos de los sistemas de computación. Pueden usarse internamente en la CPU para trasportar datos a y de la ALU, o externos a la CPU para conectarla con la memoria o con los dispositivos de E/S.

b) ancho de bus
El ancho de bus es el parámetro de diseño mas obvio. Cuantas máslíneas de dirección tenga el bus, mas memoria podrá direccionar la CPU directamente. Si un bus tiene n líneas de dirección, una CPU podrá usarlo para direccionar [pic] localidades de memoria distintas. Para manejar memorias grandes los buses necesitan muchas líneas de dirección. El problema es que los buses anchos necesitan más líneas que los angostos; además ocupan más espacio físico (en la tarjetamadre) y necesitan conectores más grandes. La IBM PC original contenía una CPU 8088 y un bus de direcciones de 20 bits, estos bits permitían a la PC direccionar 1 MB de memoria. El bus de direcciones que puede contener un procesador es de 20, 24 o 32 bits; y de bus de datos puede contener 8, 16, 32, 64 bits.

c) Protocolo de Bus
Si bien los diseñadores de la CPU están en libertad de usar eltipo de bus que les plazca dentro del chip, si se quiere que tarjetas diseñadas por terceros puedan conectarse al bus del sistema deben existir reglas bien definidas que digan como funciona el bus, mismas que todos los dispositivos conectados a e él deberán obedecer. Estas reglas son el protocolo de bus. Además, debe haber especificaciones mecánicas y eléctricas para que las tarjetas de tercerosajusten en la caja de tarjetas y tengan conectores que coincidan con los de la tarjeta madre tanto mecánica como en términos de voltajes, temporización, etcétera.

d) sincronizacion de bus y tipos
Los buses se pueden dividir en dos categorías según su temporización.

1) Bus sincrónico: tiene una línea alimentada por un oscilador de cristal. La señal de esta línea consiste en una ondacuadrada cuya frecuencia generalmente esta entre 5 MHz y 100 MHz. Todas las actividades del bus tardan un numero entero de estos ciclos, llamados ciclos de bus. La figura que se muestra a lado es la temporización del bus sincrónico. Vale la pena mencionar que las señales de control pueden ser asignadas, como altas o bajas. Compete a los diseñadores de bus determinar que es lo más conveniente, perola elección es esencialmente arbitraria. Unos puede considerarlos como un equivalente de hardware de la opción del programador para representar bloques de disco libres en un mapa de bits como ceros versus unos.

2) Bus Asincrónico: no tiene un reloj maestro. Los ciclos de bus pueden tener la longitud que se requiera y no tiene que ser la misma entre todos los pares de dispositivos. Es muyfácil trabajar con ellos gracias a sus intervalos de tiempo discretos pero tienen ciertos problemas. Por ejemplo, todo funciona en múltiplos del reloj del bus. La figura muestra el funcionamiento. Si una CPU y una memoria pueden completar una trasferencia en 3.1 ciclos, tendrán que prolongarlo a 4.0 porque están prohibidas las fracciones de ciclo. Una vez que se ha escogido un ciclo de bus, y quese han construido tarjetas de memoria y de E/S para él, es difícil aprovechar mejoras futuras en la categoría. Si un bus sincrónico tiene una colección heterogénea de dispositivos, algunos rápidos y otros lentos, el bus tiene que ajustarse al más lento, y los rápidos no podrán aprovechar todo su potencial. Los diagramas de temporización de los buses asincrónicos (y a veces también sincrónicos)utilizan flechas para indicar causa y efecto. Un conjunto de señales que interactúa de esta manera se llama saludo completo. La parte fundamental consiste en 4 sucesos: 1. Habilitar [pic] 2. Habilitar [pic] como respuesta a [pic]3. Deshabilitar [pic] como respuesta a [pic] 4. Deshabilitar [pic] como respuesta a la invalidación de [pic]. Los saludos completos son independientes de la temporización....