Bus (informtica) 1

Bus (informtica)

Buses de comunicacin en un circuito impreso.

En arquitectura de computadores, el bus es unsistema digital que transfiere datos entre loscomponentes de una computadora o entrecomputadoras. Est formado por cables o pistasen un circuito impreso, dispositivos comoresistencias y condensadores adems de circuitosintegrados.

En los primeros computadores electrnicos,todos los buses eran de tipo paralelo, de maneraque la comunicacin entre las partes delcomputador se haca por medio de cintas omuchas pistas en el circuito impreso, en loscuales cada conductor tiene una funcin fija y laconexin es sencilla requiriendo nicamentepuertos de entrada y de salida para cada dispositivo.La tendencia en los ltimos aos es el uso de buses seriales como el USB, Custom Firewire para comunicaciones conperifricos y el reemplazo de buses paralelos para conectar toda clase de dispositivos, incluyendo el microprocesadorcon el chipset en la propia placa base. Son conexiones con lgica compleja que requieren en algunos casos granpoder de cmputo en los propios dispositivos, pero que poseen grandes ventajas frente al bus paralelo que es menosinteligente.

Existen diversas especificaciones de bus que definen un conjunto de caractersticas mecnicas como conectores,cables y tarjetas, adems de protocolos elctricos y de seales.

FuncionamientoLa funcin del MICROBus es la de permitir la conexin lgica entre distintos subsistemas de un sistema digital,enviando datos entre dispositivos de distintos rdenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hastaequipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.La mayora de los buses estn basados en conductores metlicos por los cuales se trasmiten seales elctricas queson enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejarlas seales y entregarlas como datos tiles. Las seales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones oseales de control.Los buses definen su capacidad de acuerdo a la frecuencia mxima de envo y al ancho de los datos. Por lo generalestos valores son inversamente proporcionales: si se tiene una alta frecuencia, el ancho de datos debe ser pequeo.Esto se debe a que la interferencia entre las seales (crosstalk) y la dificultad de sincronizarlas, crecen con lafrecuencia, de manera que un bus con pocas seales es menos susceptible a esos problemas y puede funcionar a altavelocidad.Todos los buses de computador tienen funciones especiales como las interrupciones y las DMA que permiten que undispositivo perifrico acceda a una CPU o a la memoria usando el mnimo de recursos.

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Primera Generacin

Bus Backplane del PDP-11 junto con algunas tarjetas.

Los primeros computadores tenan 2 sistemas debuses, uno para la memoria y otro para losdems dispositivos. La CPU tena que acceder ados sistemas con instrucciones para cada uno,protocolos y sincronizaciones diferentes.La empresa DEC not que el uso de dos busesno era necesario si se combinaban lasdirecciones de memoria con las de losperifricos en un solo espacio de memoria(mapeo), de manera que la arquitectura sesimplificaba ahorrando costos de fabricacin enequipos fabricados en masa, como eran losprimeros minicomputadores.

Los primeros microcomputadores se basaban enla conexin de varias tarjetas de circuito impresoa un bus Backplane pasivo que serva de eje al sistema. En ese bus se conectaba la tarjeta de CPU que realiza lasfunciones de arbitro de las comunicaciones con las dems tarjetas de dispositivo conectadas; las tarjetas incluan lamemoria, controladoras de diskette y disco, adaptadores de vdeo. La CPU escriba o lea los datos apuntando a ladireccin que tuviera el dispositivo buscado en el espacio nico de direcciones haciendo que la informacin fluyera atravs del bus principal.

Entre las implementaciones ms conocidas, estn los buses Bus S-100 y el Bus ISA usados en variosmicrocomputadores de los aos 70 y 80. En ambos, el bus era simplemente una extensin del bus del procesador demanera que funcionaba a la misma frecuencia. Por ejemplo en los sistemas con procesador Intel 80286 el bus ISAtenia 6 u 8 Mhz de frecuencia dependiendo del procesador.[1]

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Segunda generacin

Jerarqua de diversos buses en un equipo relativamente moderno: SATA,FSB, AGP, USB entre otros.

El hecho de que el bus fuera pasivo y que usarala CPU como control, representaba variosproblemas para la ampliacin y modernizacinde cualquier sistema con esa arquitectura.Adems que la CPU utilizaba una parteconsiderable de su potencia en controlar el bus.Desde que los procesadores empezaron afuncionar con frecuencias ms altas, se hizonecesario jerarquizar los buses de acuerdo a sufrecuencia: se cre el concepto de bus de sistema(conexin entre el procesador y la RAM) y debuses de expansin, haciendo necesario el uso deun chipset.

El bus ISA utilizado como backplane en el PCIBM original pas de ser un bus de sistema a unode expansin, dejando su arbitraje a un integradodel chipset e implementando un bus a unafrecuencia ms alta para conectar la memoriacon el procesador.

En cambio, el bus Nubus era independiente desde su creacin, tena un controlador propio y presentaba una interfazestndar al resto del sistema, permitiendo su inclusin en diferentes arquitecturas. Fue usado en diversos equipos,incluyendo algunos de Apple y se caracterizaba por tener un ancho de 32 bits y algunas capacidades Plug and Play(autoconfiguracin), que lo hacan muy verstil y adelantado a su tiempo. Entre otros ejemplos de estos busesautnomos, estn el AGP y el bus PCI.

Tercera generacinLos buses de tercera generacin se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arribanombrados en los que se comparten seales de reloj. Esto se logra reduciendo fuertemente el nmero de conexionesque presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las caractersticasde enlace al inicio de la conexin y en algunos casos de manera dinmica, al igual que sucede en las redes decomunicaciones. Entre los ejemplos ms notables, estn los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.

Tipos de BusExisten dos grandes tipos clasificados por el mtodo de envo de la informacin: bus paralelo o bus serie.Hay diferencias en el desempeo y hasta hace unos aos se consideraba que el uso apropiado dependa de la longitudfsica de la conexin: para cortas distancias el bus paralelo, para largas el serial.

Bus paraleloEs un bus en el cual los datos son enviados por bytes al mismo tiempo, con la ayuda de varias lneas que tienenfunciones fijas. La cantidad de datos enviada es bastante grande con una frecuencia moderada y es igual al ancho delos datos por la frecuencia de funcionamiento. En los computadores ha sido usado de manera intensiva, desde el busdel procesador, los buses de discos duros, tarjetas de expansin y de vdeo, hasta las impresoras.

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Diagrama de un Bus Backplane como extensin del bus de procesador.

El Front Side Bus de los procesadores Intel es unbus de este tipo y como cualquier bus presentaunas funciones en lneas dedicadas:

Las Lneas de Direccin son las encargadasde indicar la posicin de memoria o eldispositivo con el que se desea establecercomunicacin.

Las Lneas de Control son las encargadas deenviar seales de arbitraje entre los dispositivos. Entre las ms importantes estn las lneas de interrupcin, DMAy los indicadores de estado.

Las Lneas de Datos trasmiten los bits de forma aleatoria de manera que por lo general un bus tiene un ancho quees potencia de 2.

Un bus paralelo tiene conexiones fsicas complejas, pero la lgica es sencilla, que lo hace til en sistemas con pocopoder de cmputo. En los primeros microcomputadores, el bus era simplemente la extensin del bus del procesador ylos dems integrados "escuchan" las lnea de direcciones, en espera de recibir instrucciones. En el PC IBM original,el diseo del bus fue determinante a la hora de elegir un procesador con I/O de 8 bits (Intel 8088), sobre uno de 16(el 8086), porque era posible usar hardware diseado para otros procesadores, abaratando el producto.

Bus serieEn este los datos son enviados, bit a bit y se reconstruyen por medio de registros o rutinas de software. Est formadopor pocos conductores y su ancho de banda depende de la frecuencia. Es usado desde hace menos de 10 aos enbuses para discos duros, unidades de estado slido, tarjetas de expansin y para el bus del procesador.

Referencias[1] PC Architecture. Chapter 17. The CPUs immediate surroundings. A book by Michael B. Karbo (http:/ / www. karbosguide. com/ books/

pcarchitecture/ chapter17. htm).

Vase tambin Chipset HyperTransport Front Side Bus Bus de direcciones Bus de datos Bus de control

Enlaces externos PDF IEMicro y repaso a otros modelos (http:/ / www. dte. us. es/ personal/ barbancho/ AeIDiseoBusCampo.

pdf) IEmicro (http:/ / www. dte. us. es/ personal/ barbancho/ IEuBusCampoBajoConsumo. pdf)

Fuentes y contribuyentes del artculo 5

Fuentes y contribuyentes del artculoBus (informtica) Fuente: http://es.wikipedia.org/w/index.php?oldid=42065802 Contribuyentes: Alejandrocaro35, Alone DJ, Aloriel, Amanita, Andreasmperu, Anibalsalazar, Antur, AntnFrancho, Arklad, Ascnder, Cacique500, Camilo, Chrihern, Cratn, Daniel G., Daveyba, David0811, DayL6, Death Master, Diegospina, Diegusjaimes, Digigalos, Egaida, Ejmeza, Emijrp, EnricNaval, Er Komandante, FAR, Fcosegura, Fran Ara, Furti, Gaabu, Galandil, GermanX, GuillermoP, HECTOR ARTURO AZUZ SANCHEZ, HUB, Humberto, Io6000, Irbian, Isha, Javier Carro,Javierito92, Jcapel, Jdelariva, LarA, Laura Fiorucci, Lautaro2k, Lobillo, Lucien leGrey, ManuelGR, Manuelt15, Marcelo Huerta, Mario modesto, Matdrodes, Mel 23, Moriel, Mortadelo2005,Morza, MsArnaldoL, Murphy era un optimista, Museo8bits, Nixn, OMenda, Ortisa, Pacoperez6, PoLuX124, Rayearth, Raystorm, RoyFocker, Sabbut, Santiagocapel, Superzerocool, The worstuser, TorQue Astur, Triku, Victormahuel, Wilfredor, Xavigivax, Xuankar, l, 328 ediciones annimas

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Tipos de Bus Bus paralelo Bus serie

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