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  |