Introducción al concepto de bus

Introducción al concepto de bus

Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas (cables, placa de circuito impreso, etc.) que pueden compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre sí.

El propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

En el caso en que sólo dos componentes de hardware se comuniquen a través de la línea, podemos hablar de puerto hardware ( puerto serial o puerto paralelo).

Características de un bus

Un bus se caracteriza por la cantidad de información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.

Por otra parte, la velocidad del bus se define a través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz), es decir el número de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo.

De esta manera, es posible hallar la velocidad de transferencia máxima del bus (la cantidad de datos que puede transportar por unidad de tiempo) al multiplicar su ancho por la frecuencia. Por lo tanto, un bus con un ancho de 16 bits y una frecuencia de 133 MHz, tiene una velocidad de transferencia de:

16 * 133.106 = 2128*106 bit/s, o 2128*106/8 = 266*106 bytes/s o 266*106 /1000 = 266*103 KB/s o 259.7*103 /1000 = 266 MB/s

Subconjunto de un bus

En realidad, cada bus se halla generalmente constituido por entre 50 y 100 líneas físicas distintas que se dividen a su vez en tres subconjuntos:

• El bus de direcciones, (también conocido como bus de memoria) transporta las direcciones de memoria al que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos. Se trata de un bus unidireccional.

• El bus de datos transfiere tanto las instrucciones que provienen del procesador como las que se dirigen hacia él. Se trata de un bus bidireccional.

• El bus de control (en ocasiones denominado bus de comando) transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.

Los buses principales

Por lo general, dentro de un equipo, se distinguen dos buses principales:

• el bus interno o sistema (que también se conoce como bus frontal o FSB). El bus interno permite al procesador comunicarse con la memoria central del sistema (la memoria RAM).

• el bus de expansión (llamado algunas veces bus de entrada/salida) permite a diversos componentes de la placa madre (USB, puerto serial o paralelo, tarjetas insertadas en conectores PCI, discos duros, unidades de CD-ROM y CD-RW, etc.) comunicarse entre sí. Sin embargo, permite principalmente agregar nuevos dispositivos por medio de las ranuras de expansión que están a su vez conectadas al bus de entrada/salida.

El conjunto de chips

El conjunto de chips es el componente que envía datos entre los distintos buses del equipo para que todos los componentes que forman el equipo puedan a su vez comunicarse entre sí. Originalmente, elconjunto de chips estaba compuesto por un gran número de chips electrónicos (de allí su nombre). Por lo general, presenta dos componentes:

• El Puente Norte (que también se conoce como controlador de memoria, se encarga de controlar las transferencias entre el procesador y la memoria RAM. Se encuentra ubicado físicamente cerca del procesador. También se lo conoce como GMCH que significa Concentrador de controladores gráficos y de memoria.

• El Puente Sur (también denominado controlador de entrada/salida o controlador de expansión) administra las comunicaciones entre los distintos dispositivos periféricos de entrada-salida. También se lo conoce como ICH (Concentrador controlador de E/S). Por lo general, se utiliza el términopuente para designar un componente de interconexión entre dos buses.

Es interesante tener en cuenta que para que dos buses se comuniquen entre si, deben poseer el mismo ancho. Esto explica por qué los módulos de memoria RAM a veces deben instalarse en pares (por ejemplo, los primeros chips Pentium que tenían buses de procesador de 64 bits, necesitaban dos módulos de memoria con un ancho de 32 bits cada uno).

A continuación encontrará una tabla con las especificaciones relativas a los buses más comunes:

Norma Ancho del bus (bits) Velocidad del bus (MHz) Ancho de banda (MB/seg.)

ISA 8 bits 8 8,3 7,9

ISA 16 bits 16 8,3 15,9

Arquitectura estándar industrial extendida (EISA, Extended Industry Standard Architecture) 32 8,3 31,8

Bus local VESA (VESA Local Bus) 32 33 127,2

PCI 32 bits 32 33 127,2

PCI 64 bits 2,1 64 66 508,6

AGP 32 66 254,3

AGP (Modo x2) 32 66x2 528

AGP (Modo x4) 32 66x4 1056

AGP (Modo x8) 32 66x8 2112

ATA33 16 33 33

ATA100 16 50 100

ATA133 16 66 133

ATA serial (S-ATA, Serial ATA) 1 180

ATA serial II (S-ATA2, Serial ATA II) 2 380

USB 1 1,5

USB 2,0 1 60

FireWire 1 100

FireWire 2 1 200

SCSI-1 8 4,77 5

SCSI-2 - Fast 8 10 10

SCSI-2 - Wide 16 10 20

SCSI-2 - Fast Wide 32 bits 32 10 40

SCSI-3 - Ultra 8 20 20

SCSI-3 - Ultra Wide 16 20 40

SCSI-3 - Ultra 2 8 40 40

SCSI-3 - Ultra 2 Wide 16 40 80

SCSI-3 - Ultra 160 (Ultra 3) 16 80 160

SCSI-3 - Ultra 320 (Ultra 4) 16 80 DDR 320

SCSI-3 - Ultra 640 (Ultra 5) 16 80 QDR 640

Bus de Control

Este conjunto de señales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema. Algunas de estas señales, como R / W , son señales que la CPU envía para indicar que tipo de operación se espera en ese momento. Los periféricos también pueden remitir señales de control a la CPU, como son INT, RESET, BUS RQ.

Las señales más importantes en el bus de control son las señales de cronómetro, que generan los intervalos de tiempo

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