Cấu trúc bus máy tính

Mục đích chính của Bus là lưu thông, vận chuyển tínhiệu, dữ liệu. Trong máy tính, người ta coi bus nhưkênh, tuyến – đường dẫn nội bộ để truyền tín hiệu giữabộ Vi xử lý và các bộ phận khác, hoặc thiết bị này vàcác thiết bị khác trong hệ thống máy tính.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Cấu trúc bus máy tínhBUS architecture of computer Nguyễn Tất HàoSVTH: 1Cấu trúc bus máy vi tínhI. Khái niệm busII. Các thông số của busIII. Hệ thống bus của máy tínhIV. Cơ chế hoạt độngV. Phân loại busVI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng 2I. Khái niệm bus Mục đích chính của Bus là lưu thông, vận chuyển tínhiệu, dữ liệu. Trong máy tính, người ta coi bus nhưkênh, tuyến – đường dẫn nội bộ để truyền tín hiệu giữabộ Vi xử lý và các bộ phận khác, hoặc thiết bị này vàcác thiết bị khác trong hệ thống máy tính. Nói tóm Bus là tập hợp các đường kết nối để vậnchuyển thông tin từ thành phần này đến thànhphần khác trong 1 hệ thống. Ở đây hệ thống đượcnói đến là hệ thống máy tính. 3II. Các thông số của bus- Độ rộng bus (Bit) Là số bit dữ liệu tối có thể truyền qua Bus trong 1 chu kỳ dữliệu của bus. Hay là số bit dữ liệu tối đa trong 1 lần truyền.- Tốc độ của bus (MHz) Là tốc độ truyền dữ liệu tối đa của Bus- Chu kỳ dữ liệu xung nhịp Là số chu kỳ xung clook cần thiết để truyền 1 chu kỳ dữ liệu- Băng thông (MBps) Là số bit dữ liệu tối đa truyền trên một đơn vị thời gian (sec). 4 III. Hệ thống BUS của máy tính Trong hệ thống bus của máy tínhthì CPU là bus mater nắm quyềnđiều hành toàn bộ hệ thống bus. Tuynhiên, không chỉ CPU nắm quyềnđiều hành hệ thống bus mà có lúcCPU cũng phải nhường quyền điềukhiển bus cho các chíp I/O (Chipset) Chipset có nhiệm vụ cho phéphoặc không cho phép thiết bị haythành phần nào của hệ thống sửdụng bus để trao đổi dữ liệu. Trongmột thời điểm thì bus chỉ được sửdụng để truyền dữ liệu duy nhấtgiữa 2 thành phần do chipset điềukhiển. 5IV. Cơ chế hoạt động4.1. Thiết bị chủ và tớ: Nhiều thiết bị nối ghép và trao đổi thông tin với nhauqua các bus điều khiển, bus địa chỉ và bus dữ liệu. Khi một thiết bị muốn trao đổi thông tin với thiết bịkhác, đầu tiên nó cần phải chuyển địa chỉ để phân biệtthiết bị bởi vì mỗi thiết bị bao giờ cũng có một địa chỉ duynhất. Đồng thời nó cũng gửi đi một tín hiệu ghi hoặc đọcđể xác định hành động. Thiết bị chủ (master) là thiết bị khởi đầu và điềukhiển việc trao đổi thông tin còn thiết bị đáp lại gọi làthiết bị tớ (slave), trong hệ thống thường thì CPU hoặcChipset là master chòn lại là slave. 6 IV. Cơ chế hoạt động 4.2. Phân phối bus Nếu có nhiều thiết bị chủ có yêu cầu sử dụng bus thìbus phải được phân phối theo một trình tự nhất định,bởi vì không có bus nào phục vụ hai thiết bị chủ cùngmột lúc.4.3. Giao thức Bus Để phối hợp hoạt động giữa các bộ phận khác nhaucủa hệ thống, các bus phải tuân theo một loạt các tiêuchuẩn về tín hiệu và định thời. Thuật ngữ Giao thức busmuốn đề cập tới các tiêu chuẩn này. Có hai giao thứcbus chính là: đồng bộ và không đồng bộ. 7V. Phân loại bus5.1. Bus bộ xử lý (back side bus - BSB) Là đường truyền giữa bộVXL và bộ nhớ cache L2hoặc L3. Bus này hoạtđộng ở tốc độ nhanh nhất,và không bị tắc nghẽn. Nócũng bao gồm bus dữ liệu,địa chỉ và điều khiển. 8 V. Phân loại bus 5.2. Bus hệ thống (front side bus - FSB) Là hệ thống bus trao đổidữ liệu giữa BXL với bộ nhớchính và các ổ đĩa… Tuynhiên các thiết bị này thườnglà không được trao đổi trựctiếp với bộ vi xử lý mà phảithông qua bộ nhớ đệm do sựchệnh lệch tốc độ giữa cácthiết bị này và bộ VXL là quálớn. Độ rộng bus dữ liệu ởđây luôn bằng độ rộng buscủa bộ VXL. 9V. Phân loại bus5.3. Bus vào ra (bus mở rộng)- Các bus này dùng để trao đổi với thiết bị ngoại vi,có tốc độ rất hạn chế. Độ rộng bus có thể thay đổi- Giao tiếp này có thể là song song hoặc nối tiếp- Riêng giao tiếp nối tiếp ta cần phải có bộ chuyểnđổi song song sang nối tiếp và nối tiếp sang songsong.- Các bus nàyphải có cácchuẩn nhất định 10VI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng6.1. Bus PC Là Bus ra đời phục vụ cho VXL 8086 và cơ sở làmáy tính PC XT- Hoạt động ở tần số 4,47 MHz- Độ rộng bit dữ liệu là 8 bit- Băng thông tối đa là 8,83MBps- Có 20 đường địa chỉ quản lý 1MB bộ nhớ- Khe cắm có 2 hàng chân gồm 62 tiếp điểm 11VI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng6.2. Bus ISA (Industry Standard Architecture)- Hoạt động ở tần số 8,83 MHz- Độ rộng bit dữ liệu là 8 bit hoặc 16bit- Băng thông tối đa là 16,66 MBps- Có 24 đường địa chỉ quản lý 16MB bộ nhớ-Khe cắm có 2 hàng chân gồm 62 tiếp điểmvà phần mở rộng Bus ISA tươngthích 90% với busAT. 12VI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng6.3. Bus EISA (Extended ISA ) Đây là chuẩn mở rộng của ISA- Hoạt động ở tần số 8,83 MHz- Độ rộng bit dữ liệu là 32- Băng thông tối đa là khoảng33, 32 MBps- Có 24 đường địa và 8 đườngmở rộng đến 4GB bộ nhớ EISA tương thích hoàn toàn cho ISA Mô hình EISA 13VI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng6.4. Bus MCA (Micro Channel Architecture ) Phục vụ cho hệ thống IBM PS/2 không tương thích vớibus ISA Có thể hoạt động với 16 hay 32 bits dữ liệu Có nhiều đường dẫn và thiết kế phức tạp hơn ISA Bus này hoạt động không đồng bộ, không phụ thuộcxung nhịp của PC Tốc độ truyền dữ liệu có thể lên tới 160 MBps. 14 VI. Một số cấu trúc một số chuẩn bus mở rộng 6.5. Bus PCI (Peripheral Component Interconnect) Là loại bus có tốc độ tương ...