1 Buses de comunicación Un bus es un camino de comunicación compartido entre dos o más dispositivos
Cualquier señal transmitida estará disponible para todos los demás dispositivos Sólo un dispositivo puede transmitir en un momento dado Si dos dispositivos transmiten al mismo tiempo, sus señales se solaparán y, probablemente, se distorsionarán Los dispositivos deben obtener el control del bus antes de poder utilizarlo para transferir información
2 Líneas de comunicación Un bus suele estar formado por varias líneas de comunicación Cada línea tiene un significado o función particular Físicamente, las líneas de comunicación no son sino un conjunto de conductores eléctricos
Cada línea transmite señales digitales binarias (0,1) Se puede transmitir una secuencia de dígitos binarios a través de una única línea durante un intervalo de tiempo Se pueden utilizar varias líneas del bus para transmitir dígitos binarios simultáneamente en paralelo
3 El bus del sistema Los computadores poseen diferentes tipos de buses que proporcionan comunicación a distintos niveles entre sus componentes El bus que conecta los componentes principales del computador (procesador, memoria y E/S) es el llamado bus del sistema
4 Estructura del bus del sistema Aunque existen diseños muy diversos, las líneas que forman el bus del sistema pueden clasificarse en tres grupos funcionales: datos, dirección y control También pueden existir líneas de alimentación para suministrar energía a los módulos conectados al bus
5 Líneas de datos Las líneas de datos proporcionan un camino para transmitir datos entre los módulos del sistema
El conjunto de las líneas de datos suele denominarse bus de datos Se suele hablar de “anchura del bus” para referirse al número de líneas de datos La anchura del bus de datos es un factor clave para determinar el rendimiento de un sistema Cada línea puede transportar un único bit cada vez La anchura del bus determina cuantos bits se puden transmitir de forma simultánea y, por tanto, la velocidad de transferencia
6 Líneas de dirección Las líneas de dirección se utilizan para designar la fuente o el destino del dato situado en el bus de datos Posición de memoria Dispositivo de E/S
La anchura del bus de direcciones determina el tamaño máximo del espacio de direcciones del sistema Cuando la E/S está asignada en memoria, el espacio de direcciones se comparte entre memoria y E/S Cuando la E/S está aislada de memoria, los espacios de direcciones están separados y tienen el mismo tamaño máximo
7 Líneas de control Dado que las líneas de datos y direcciones son compartidas por todos los dispositivos conectados al bus, debe existir alguna forma de controlar su uso
El propósito de las líneas de control es: Determinar quien accede a las líneas de datos y direcciones Gestionar el uso que se hace de esas líneas Transmitir órdenes que especifican las operaciones a realizar Transmitir información de temporización que indica la validez de los datos y direcciones
8 Algunas líneas de control típicas Escritura en memoria: hace que el dato presente en el bus se escriba en la posición direccionada Lectura de memoria: hace que el dato de la posición direccionada se sitúe en el bus Escritura de E/S: hace que el dato presente en el bus se transfiera a través del puerto de E/S direccionado Lectura de E/S: hace que el dato presente en el puerto de E/S direccionado se sitúe en el bus Transferencia reconocida: indica a un dispositivo que el dato que envió ha sido aceptado o que el dato que desea está disponible en el bus
9 Algunas líneas de control típicas Petición de bus: indica que un dispositivo necesita disponer del control del bus Cesión de bus: indica que se cede el control del bus a un dispositivo que lo había solicitado Petición de interrupción: indica que hay una interrupción pendiente Interrupción reconocida: señala que la interrupción pendiente ha sido aceptada Reloj: se utiliza para sincronizar operaciones Reinicio: devuelve los dispositivos conectados a su estado inicial
10 Estructura física El bus del sistema se extiende a traves de todos los componentes del sistema, cada uno de los cuales se conecta a algunas o a todas las líneas del bus
Una organización clásica consiste en una distribución longitudinal a lo largo de la que se distribuyen ranuras de conexión (slots) a intervalos regulares
11 Estructura física El sistema completo se introduce dentro de un chasis que también contiene la fuente de alimentación, algunos dispositivos periféricos, etc…
Cada uno de los componentes principales del sistema ocupa una o varias tarjetas que se conectan al bus a través de las ranuras de conexión
12 Estructura física Esta disposición es muy práctica porque permite expandir el sistema añadiendo nuevas tarjetas o actualizarlo/repararlo sustituyendo tarjetas
No obstante, los sistemas actuales tienden a tener sus componentes principales en una misma tarjeta El procesador, la memoria caché y el bus que los comunica se integran en un único componente La memoria y otros dispositivos siguen estando en tarjetas separadas que se comunican con el procesador por medio del bus del sistema
13 Inconvenientes de tener un bus único El rendimiento de un bus puede disminuir si se conecta un gran número de dispositivos A más dispositivos conectados, mayor retardo de propagación Los dispositivos tardarán más en coordinarse para usar el bus Si el control del bus pasa con frecuencia de un dispositivo a otro, los retardos afectarán al rendimiento Entre más peticiones reciba el bus, más probable será que se cruce la barrera de su capacidad máxima, convirtiéndose el bus en un cuello de botella Puede resolverse usando buses más rápidos y/o más anchos La velocidad y la anchura tienen límites físicos, mientras que la velocidad de transferencia que necesitan los dispositivos conectados al bus se está incrementando rápidamente
14 Jerarquía de buses El bus único está destinado a dejar de utilizarse La mayoría de los computadores utilizan varios buses organizados de forma jerárquica
15 Jerarquía de buses El procesador se conecta con la memoria caché por medio de un bus local al que también pueden conectarse dispositivos de E/S locales
16 Jerarquía de buses El controlador de la memoria caché se conecta tanto al bus local como al bus del sistema, donde se encuentran los distintos módulos de la memoria principal
| Página siguiente |