QUE ES Y COMO TRABAJA EL BUS DE DATOS.

Trabajo:

Diana patricia Jaramillo Aguirre

Adriana taborda

 

En informática, un bus es un conjunto cableado que sirve para que los dispositivos hardware puedan comunicarse entre sí. Son rutas compartidas por todos los dispositivos y les permiten transmitir información de unos a otros, son, en definitiva, las autopistas de la información interna, las que permiten las transferencias de toda la información manejada por el sistema.

En un bus, todos los nodos conectados a él reciben los datos que se vuelcan, pero sólo aquél dispositivo al que va dirigida la información es quien la toma y la procesa, el resto la ignora.

Los conductores eléctricos de un bus pueden ser tanto en paralelo como en serie. El bus de datos de los discos duros IDE (ATA) es paralelo (varios cables); en cambio, en los discos Serial ATA, el bus es serie (una sola vía de datos).

Existen varios tipos:
- Bus de direcciones
- Bus de control
- Bus de datos

En este artículo nos centraremos en el bus de datos, debido a que sus conceptos se utilizan más en la informática. Concretamente el FSB, que es un bus de datos y se suele manipular en la práctica del Overclocking.

En las arquitecturas de ordenadores personales, el procesador (CPU), que es el que controla y procesa todas las operaciones, debe comunicarse con el resto de dispositivos (y algunos entre ellos también) para poder recibir la información, transmitirla procesada, así como mandar órdenes a otros dispositivos. Por ese motivo está conectado al chip Northbridge mediante un bus de datos fundamental: el FSB.


En esta imagen tenemos una representación de la arquitectura Northbridge/Southbridge. Las flechas indican buses de datos que comunican los diferentes dispositivos de un ordenador. El chipset de una placa base, formado básicamente por el Northbridge (controlador de puente norte) y el Southbridge (controlador de puente sur), se encarga de gobernar las comunicaciones en los buses, de la misma manera que los semáforos regulan el tráfico en las calles de una ciudad.

El Northbridge es el chip más importante, el núcleo de la placa base; tiene la función de controlar las comunicaciones entre procesador, memoria RAM, tarjeta gráfica y el Southbridge, y servir de conexión central entre los dispositivos mencionados.

El Southbridge es un chip que controla los dispositivos de entrada/salida del sistema (periféricos como disco duro, teclado, ratón, puertos PCI...), se comunica con el resto del sistema mediante el chip principal: Northbridge.

Uno de los buses de datos más importante es el que conecta al procesador (CPU) con el resto del sistema a través del Northbridge, se le conoce como FSB (bus frontal), y transmite toda la información del procesador al resto de dispositivos y viceversa. La frecuencia de un procesador se expresa en términos de la frecuencia del FSB multiplicado por un valor predeterminado por el fabricante, por eso conocer bien el FSB es vital en la práctica del Overclocking (forzar un procesador a trabajar a una velocidad mayor que la de serie).

El resto de buses no tienen un nombre concreto y se les conoce por el dispositivo con el que conectan. El bus de memoria conecta la memoria RAM al sistema mediante el Northbridge (en algunas arquitecturas, como HyperTransport, la memoria RAM se comunica directamente con el procesador sin pasar por el Northbridge), el bus AGP (o PCI-Express) conecta la tarjeta gráfica con el Northbridge. También existe un bus especial que conecta el Northbridge con el Southbridge, ya que estos chips deben pasarse grandes cantidades de datos debido a la naturaleza de los dispositivos que controlan.


En la siguiente imagen mostramos una variación de la arquitectura mencionada anteriormente, aunque sus fundamentos son muy similares. En este caso la memoria se conecta a la CPU directamente mediante un controlador independiente, el resto es similar cambiando algunos nombres. Las flechas y barras de color verde (y negro) indican buses de datos.

Por tanto, el bus de datos y las interconexiones de la placa base, así como su chipset, son esenciales para la eficiencia. De nada serviría un procesador extremadamente rápido, si las tuberías que le abastecen y a través de las cuales debe mandar la información son lentas. De ahí que una buena placa base, con un chipset potente y unas conexiones internas rápidas, sea extremadamente importante al comprar un ordenador a fin de mantener estabilidad y equilibrio entre los componentes.

El Bus de Control tiene la tarea de marcar el estado de una instrucción dada a la PC.

Gobierna el uso y acceso a las líneas de datos y de direcciones. Como estas líneas están compartidas por todos los componentes tiene que proveerse de determinados mecanismos que controlen su utilización. Las señales de control transmiten tanto ordenes como información de temporización entre los módulos del sistema.

Un bus de control, es parte del bus de la computadora

(la conexión física), que es utilizado por la CPU para comunicarse con otros dispositivos. El bus de control transmite comandos desde la CPU y devuelve una señal de estado desde el dispositivo.

El Bus de Control es utilizado 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 qué 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 durante los cuales se realizan las operaciones. Este tipo de señales depende directamente del tipo del microprocesador.

Bus de direcciones

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En el diagrama se ven los buses de dirección, datos, y control, que van desde la unidad central de procesamiento a la memoria de acceso aleatorio, la memoria de solo lectura, la entrada/salida, etc.

El bus de direcciones es un canal del microprocesador totalmente independiente del bus de datos donde se establece la dirección de memoria del dato en tránsito.
El bus de dirección consiste en el conjunto de líneas eléctricas necesarias para establecer una dirección. La capacidad de la memoria que se puede direccionar depende de la cantidad de bits que conforman el bus de direcciones, siendo 2ⁿ (dos elevado a la ene) el tamaño máximo en bytes del banco de memoria que se podrá direccionar con n líneas. Por ejemplo, para direccionar una memoria de 256 bytes, son necesarias al menos 8 líneas, pues 2⁸ = 256. Adicionalmente pueden ser necesarias líneas de control para señalar cuando la dirección está disponible en el bus. Esto depende del diseño del propio bus.