Buses de TransmisiónInterconexión Hardware

CursoMantenimiento de Computadoras

ProfesorLic. Jeffrey Chavarría J.

Estudiantes:• Carlos Víquez• Reiner Morera• Geovanni Zarate• Daniela Brenes• Orlando Medina• Jorge Vega•Danilo Rodríguez

Escuela de Educación

Elemento responsable de establecer una correcta comunicación entre dos o más dispositivos del ordenador, una característica clave de un bus es que se trata un medio de transmisión compartido, es por lo tanto el dispositivo principal de comunicación. 

Bus

Carlos

Dependiendo del diseño y la tecnología que se utilice para construir el bus de una microcomputadora se pueden distinguir tres arquitecturas diferentes: �

Arquitectura ISA. � Arquitectura MCA. � Arquitectura EISA.

Arquitecturas de Bus

Carlos

Carlos

Por niveles:

a. Nivel Placa. Conecta elementos en un chip .

b. Nivel Panel Posterior. Conecta elementos en una tarjeta.

c. Nivel Interfaz

Estos niveles forman una jerarquía de buses. Cuanto menor sea la distancia al procesador, más rápido será el bus. 

Clasificación de los Buses

Carlos

Por dedicación:

a. Dedicados:  realizan una única función, son más especializados, más simples y con menor coste. 

Tienen un mejor rendimiento. 

b. Generales:  Bus global más complejo y caro que uno dedicado pero más sencillo y barato que “m” dedicados.

 

Carlos

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.

Normalización de Buses

Carlos

Estándar:

Protocolos de transmisión de datos.

Velocidades y temporización de las transferencias.

Anchuras de los sub-buses.

Sistema físico de conexión.

Carlos

Nivel mecánico: deben definirse aspectos tales como el tipo de soporte, el número de hilos del bus, el tipo de conector, etc.

Nivel eléctrico: En este nivel, debe quedar definida la forma en la que los distintos dispositivos deben conectarse eléctricamente.

Nivel lógico: Establece las equivalencias entre los valores eléctricos de las señales y sus valores lógicos.

Especificaciones de los buses normalizados

Carlos

Nivel de temporización básica: En este nivel se establecen los cronogramas para la realización de la operación más elemental del bus, esto es, de un ciclo.

Nivel de transferencia elemental: En este nivel se establece el procedimiento empleado para realizar una transferencia de un dato por el bus. Establece todas las condiciones necesarias para transferir un dato.

Nivel de transferencia de bloque: Define el protocolo de comunicación empleado para realizar esta transferencia de bloque.

Carlos

Bus local. Bus entre la CPU, la memoria y dispositivos periféricos que corre a la velocidad de la CPU.

Bus de direcciones. (Conocido como bus de memoria) Trasporta las

direcciones de memoria al que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos, se trata de un bus unidireccional

Clases de buses

Carlos

Bus de datos.Mueve los datos entre los dispositivos de hardware, transfiere tanto las instrucciones que provienen del procesador como las que se dirigen hacia el, se trata de un bus bidireccional. La transferencia es controlada por el controlador PCI.

Bus de control.Transporta las ordenes y las señales que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware.

Se trata de un bus bidireccional.

Carlos

Conexión directa.◦ Restricciones: Dependencia del procesador. Solo puede ser utilizado un dispositivo local para

evitar problemas de impedancia por extra carga

No permite transferencias de datos entre la CPU y otro dispositivos mientras el dispositivo conectado mantenga transferencias con otros dispositivos.

Métodos de conexión de un dispositivo con el bus local del microprocesador

Carlos

Conexión mediante buffer.◦ Mejoras respecto a la conexión directa.◦ No es posible la utilización simultanea del bus local del

procesador y bus local con buffer.

Conexión con filosofía de estación de trabajo.◦ Mejoras respecto a loa anteriores.

Introducción de un cache de nivel 2 unida a un puente para adaptar las velocidades de transferencia entre el bus local del procesador y el bus de entrada/salida de alta velocidad

Independencia del procesador que implementa la CPU

Carlos

Tipos de Buses

Bus de Transmisión ISA

Daniela

En arquitectura de computadoras, el bus (o canal) es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de una computadora o entre varias computadoras

Se dividen en serie (bit a bit) y en paralelo (varios bits simultáneos)

Daniela

ISA proviene de las siglas de ("Industry Standard Architecture") ó arquitectura

estándar de la industria, también llamada en un inicio como bus AT ("Advanced Tecnology"), esto es, tecnología avanzada.

Daniela

Este tipo de ranura se comercializa en 1980 y hay 2 versiones, una de 8 bits y 16 bits.

     Los bits en las ranuras de expansión significan la capacidad de datos que es capaz de proveer, este dato es importante ya que por medio de una fórmula, es posible determinar la transferencia máxima de la ranura ó de una tarjeta de expansión.

Daniela

Buses (EISA)Arquitectura Estándar Industrial Extendida• Como el mercado necesitaba un bus compatible ISA que fuese más rápido, Se unieron barias empresas y establecieron las especificaciones del bus EISA, que ensanchaba la ruta de datos hasta 32 bits

Giovanni

Características:• Su 2 capacidades de datos que maneja es de 32 bits.

• Físicamente tiene 2 secciones de contactos, con buen ajuste al momento de colocar las tarjetas.

• Tienen una velocidad de transferencia de 33 Megabytes/s (MB/s) hasta 40 MB/s.

Giovanni

Características:

• Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 8.33 MHz.

• Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos sin que intervenga el microprocesador,

Giovanni

AGPEste nuevo BUS es capaz de paliar el cuello de botella que existe entre el microprocesador y la tarjeta gráfica. Se tiene en cuenta que el actual BUS PCI va a 33 MHz. (132 Mb/s máximo), una velocidad bastante inferior a la del microprocesador. AGP incorpora un nuevo sistema de transferencia de datos a más velocidad, gracias al uso de la memoria principal del PC. Las placas base que lo soportan (sólo contienen 1 slot de este tipo) son las de Pentium II con chipset de Intel 440LX AGP set y 440BX. Ya están apareciendo las placas base Super 7, con el fin de hacer el estándar compatible con procesadores que van conectados con el zócalo Socket 7, tales como los Pentium, Pentium MMX y los procesadores de AMD y Cyrix.

Orlando

Para que el sistema funcione, se necesita una tarjeta gráfica compatible con el slot AGP, por lo que una tarjeta PCI no nos valdrá. En este caso varía la velocidad. Existen tarjetas 1x, velocidad estándar, es decir, 66 MHz (264 Mb/s máximo). Las nuevas AGP llegan con 2x a 133 MHz (dobla al anterior, y alcanza de máxima 528 Mb/s); y un último tipo de 4x a 400 MHz (ya que la velocidad interna se aumenta a 100 MHz). Aunque el chipset BX de Intel en teoría lo soporta, no saldrán tarjetas de este tipo hasta principios de 1999.

El BUS AGP permite cargar texturas en la RAM principal, es decir, ya no se limita a la capacidad de la memoria de la tarjeta gráfica; y además se apreciará de un aumento de imágenes por segundo, mayor calidad gráfica y la reproducción de vídeo más nítida. En teoría, un juego de 30 fps con una PCI alcanzaría con una AGP 240 fps. Microsoft dice que su API DirectDraw incluido en DirectX 5.0 es compatible con esta tecnología.

Orlando

Beneficios del AGPEl ancho de banda pico es cuatro veces mayor que el del BUS PCI gracias a todas las técnicas usadas.Los mapas de textura se ejecutan directamente desde la memoria del sistema. El AGP permite que el controlador gráfico haga accesos de alta velocidad a esta memoria, en lugar de obligarlo a precargar los datos de la textura en su memoria local.Se reduce la congestión del BUS PCI, que queda disponible para el uso de nuevos dispositivos de alta velocidad. Además, los accesos de la CPU a la memoria del sistema pueden seguir realizándose a la vez que el controlador gráfico accede a la memoria AGP.Se mejora el rendimiento total del sistema debido a que el procesador puede realizar otras actividades mientras el chip gráfico accede a los datos de textura en la memoria del sistema.

Orlando

• AGP se considera una ranura de expansión, pero no está dentro de la categoría sino mas bien de un puerto.

• Es una ranura que ocupa muy poco espacio en la tarjeta principal (Motherboard) mide apenas 8 cm. de largo.No está conectado con las ranuras de expansión, por lo que no comparte recursos y agiliza su función.

Orlando

velocidad de los microprocesadores con las tarjetas) y por lo tanto consigue mayor rendimiento.

Integra un seguro que permite una mejor fijación de la tarjeta aceleradora de gráficos en la ranura.

El bus AGP se conecta directamente al FSB ("Front Side Bus") del microprocesador y utiliza la misma frecuencia, con un ancho de banda más elevado.

Integra una capacidad de datos de 32 bits. Tiene una velocidad de transferencia de 267 Megabytes/s

(MB/s) hasta 2000 respectivamente. Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 66 MHz. Hay varias versiones de esta ranura (1X, 2X, 4X y 8X).

Orlando

Cuenta con una función llamada DMA ("Direct Memory Access") lo cuál permite trabajar de manera directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.

El "bus" es una palabra que traducida literalmente significa transporte. El bus es un conjunto de líneas eléctricas que el dispositivo integra para comunicarse con el resto de los componentes de la computadora. Hay varios tipos de bus, ya que cada dispositivo necesita enviar diferentes tipos de información, entre ellos están los siguientes:    

Orlando

- Ejemplo: tenemos un dato que va a ser guardado en memoria RAM.

Bus de direcciones: se encarga de determinar en que lugar exacto de memoria se escribirá el dato.

Bus de control: maneja el momento y la forma de escribir el dato. Bus de datos: se encarga de enviar el dato.      El más utilizado para describir las características es el bus de

datos, y el rendimiento del bus AGP está en función de la velocidad del dispositivo y su capacidad de datos.

     - Ejemplo: si una ranura AGP 8X indica que trabaja a 32 bits y tiene una frecuencia de trabajo de 66 MegaHertz (Hz), entonces se calcula la velocidad de transferencia de la siguiente manera:

Orlando

Orlando

Definición: Este dispositivo es ranura de expansión o bus de

expansión el cual permite introducir dentro de si, otros dispositivos llamados tarjetas de expansión (son tarjetas que se introducen en la ranura de expansión y dan mas prestaciones al equipo de cómputo).

PCI significa Componente Periférico Interconectado. Fué desarrollado por Intel® y lanzado al mercado en 1993

Bus de Transmisión PCI

Danilo

El PCI se podría considerar una ranura de expansión de cuarta generación.

Es una ranura de tamaño menor a las anteriores tanto el largo como en ancho.

Integra una capacidad de datos de 32 bits y 64 bits para el microprocesador Intel® Pentium.

Tiene una velocidad de transferencia de hasta 125.88 Megabytes/s (MB/s) a 503.54 MB/s respectivamente.

Cuentan con una velocidad interna de trabajo de 33 MHz para 32 bits y 66 MHz para 64 bits.

Cuenta con una función llamada "bus master" ó mando a nivel de bus, que permite trabajar de manera directa con los dispositivos y la memoria RAM sin que intervenga el microprocesador.

Características del PCI

Danilo

Se utiliza para dar mayores capacidades al equipo, tales como:• Aumentar las prestaciones de audio.• Aumentar capacidad de despliegue de gráficos para

videojuegos, • Aumentar el número de puertos USB ó puertos eSATA, etc. • Actualmente es muy utilizada pero hay una variante llamada

ranura de expansión PCI-Express, de la misma familia pero que esta ganando terreno en el campo de la aceleración de gráficos.

Usos de la Ranura PCI

Danilo

VESA Local Bus: VLBVideo Electronics Standards

Association

Jorge

VESA: Bus de datos

Para computadoras personalesMicroprocesador Intel 80486Conectar tarjeta gráfica al microprocesadorMejora la respuesta gráfica Tarjetas de expansión de gran tamaño

Jorge

Ancho del Bus 32 bitsCompatible con ISA 8 bit, ISA 16 bit, VLBPines 112

Vcc +5 V

Reloj

486SX-25: 25 MHz486DX2-50: 25 MHz486DX-33: 33 MHz486DX2-66: 33 MHz486DX4-100: 33 MHz486DX-40: 40 MHz486DX2-80: 40 MHz486DX4-120: 40 MHz5x86@133 MHz: 33 MHz5x86@160 MHz: 40 MHz486DX-50: 50 MHz (fuera de especificación)

Jorge

Jorge

Jorge

InfiniBandDebido a los recientes avances en la creación de redes, procesamiento de datos de alta velocidad y capacidad de impulsar en el campo de la informática , se ha producido un aumento en la demanda de conectores con una mayor velocidad de transmisión. InfiniBand es un bus de comunicaciones serie de alta velocidad, baja latencia y de baja sobrecarga de CPU, diseñado tanto para conexiones internas como externas.

Reiner

DescripciónInfiniband surge como resultado de la unión de dos diseños competidores, Future I/O, desarrollado por Compaq, IBM y Hewlett-Packard, junto con Next Generation I/O (ngio), diseñado por Intel, Microsoft y Sun Microsystems.

Reiner

A su vez, el diseño de Compaq tuvo su origen en Servnet, de Tandem Computer Inc. Unidas ya ambas ramas, durante un breve período de tiempo el nombre de la tecnología fue System I/O, hasta que finalmente se cambió a Infiniband.

1 Tarjetas de paleta2 Escudo3 correa de retracción

Reiner

Una visión no tan revolucionaria consistía en ver Infiniband como una conexión de baja latencia y gran ancho de banda para datacenters, con enlaces conectando quizá solamente los servidores y almacenamiento, dejando el resto de las conexiones a otros protocolos y estándares como PCI.

Reiner

Muchas gracias¿Consultas?