Jerarquia de buses

Arquitectura de Computadores

3º Plan 96

Buses
Índice
 1. Introducción.
 2. Transferencia de Datos
 3. Arbitraje del Bus

1. Introducción
Definición
Conjunto de lineas compartidas por distintos elementos de un computador cuya función es permitir la 
comunicación entre ellos. Los buses no pertenecen a ninguno de los elementos.
Los buses conectan:
_ Elementos en la CPU_ Componentes en una tarjeta (entre tarjetas en un Rack: VME, PCI, Multibus...)
_ Periféricos (IDE, SCASI, Firewire, SUB, SATA, ISA...)
Características
1) Tipo de elementos que conecta: Dedicados o Generales
2) Uso: Buses de tiempo real (CAN­Bus), de sistemas de control, para multiprocesadores 
(FutureBus) ...
3) Ancho: Existen lineas de Datos, Control y Direcciones. El ancho de la información que se puede transmitir (lineas de datos) lo determina el ancho del bus
4) Ancho de Banda: Capacidad máxima en bytes/s
5) Mecánicas: Dimensiones, contactos ...
6) Eléctricas: Voltajes
7) Temporización: Síncrona o Asíncrona
8) Arbitraje: Centralizado o Distribuido
9) Gestión de las interrupciones

® Cristián Canivell Gutiérrez

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Líneas de BusLas lineas de bus se componen de:
_ Datos
Multiplexados
_ Direcciones  
_ Control (arbitraje, errores, multiprocesador...)
Buses Multiplexados: Emplea los mismos hilos para enviar información distinta en momentos 
diferentes. Típicamente Daos y Direcciones. Además se consigue simplificar el diseño.
Clasificación de los Buses
a) Por niveles (Borrill '81)_ Nivel Placa. Conecta elementos en un chip (VLSI)
N0: de Chip
N1: de Tarjeta
_ Nivel Panel Posterior. Conecta elementos en una tarjeta
N2: Conexión entre placas
N3: Conexión entre componentes
_ Nivel Interfaz
N4: Periféricos (IDE, USB, SATA, Firewire … )
N5: Bus serie (para conexiones lejanas: RS­232)

   

Estos niveles forman una jerarquía de buses. Cuanto menor sea la distancia al procesador, más rápido será el bus. Hay distintos buses, con distinta velocidad en el sistema. Para conectar buses 
de distintas velocidades necesitaremos “bridges” que también realizarán funciones de buffering.
b) Por dedicación
_ Dedicados:  realizan una única función, son más especializados, más simples y con 
menor coste. Tienen un mejor rendimiento. 
_ Generales:  bus global más complejo y caro que uno dedicado pero más sencillo y 
barato que “m” dedicados.

®Cristián Canivell Gutiérrez

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c) Por ocupación
_ Partición según recurso:  recurso del mismo tipo juntos. Orientado a los 
procesadores a transferencias elementales tipo CPU – Memoria. Por ejemplo: VME.
_ Partición según bloques funcionales. Orientado a multiprocesadores y a transferencias tipo mensaje. Por ejemplo: FutureBus+, MultibusII.
d) Según uso:  Generales
Multiprocesador: FutureBus
Tiempo Real: CAMBUS
Terminología
•
•
•
•

Operación / Transacción de Bus: Secuencia completa.
Fuente: Origen de la información.
Destino: Donde va a parar la información.
Maestro: Toma la iniciativa y dirige la operación.
Esclavo: Sigue al maestro.
Fases por transacción:
   Direccionamiento 
Arbitraje
   del esclavo Errores
Asignación de 
Transferencia
la propiedad

Paridad

Buses Normalizados
Antes cada fabricante definía sus buses lo cual dificultaba mucho la comunicación entre distintos 
componentes. Para facilitar la interacción entre componentes de distintos fabricantes los buses se han 
“normalizado”. Siguen un estándar acordado previamente.

® Cristián Canivell Gutiérrez

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2. Transferencia de Datos
Intercambio de señales de control y datos entre el maestro del bus (el que tiene la prioridad en ese 
momento) y uno o varios esclavos con el objetivo de transferir información.
Tipos de Transferencias
         Escritura
Dir
Dato

a) _ Mux: Address/Data
_ No Mux:

       Escritura...