Buses del Sistema

Buses del Sistema    

Funciones que realiza el bus del sistema

El bus se puede definir como un conjunto de líneas conductoras de hardware

utilizadas para la transmisión de datos entre los componentes de un sistema

informático. Un bus es en esencia una ruta compartida que conecta diferentes

partes del sistema, como el microprocesador, la controladora de unidad de

disco, la memoria y los puertos de entrada/salida (E/S), para permitir la

transmisión de información.

En el bus se encuentran dos pistas separadas, el bus de datos y el bus de

direcciones. La CPU escribe la dirección de la posición deseada de la memoria

en el bus de direcciones accediendo a la memoria, teniendo cada una de las

líneas carácter binario. Es decir solo pueden representar 0 o 1 y de esta

manera forman conjuntamente el número de la posición dentro de la memoria

(es decir: la dirección). Cuantas más líneas hayan disponibles, mayor es la

dirección máxima y mayor es la memoria a la cual puede dirigirse de esta

forma. En el bus de direcciones original habían ya 20 direcciones, ya que con

20 bits se puede dirigir a una memoria de 1 Mb y esto era exactamente lo que

correspondía a la CPU.

Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la

práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también

casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la

memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan,

y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de

una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que

se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la

comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos

que quizás les incumba a ellas.

Este mismo concepto es también la razón por la cual al utilizar tarjetas de

ampliación en un PC surgen problemas una y otra vez, si hay dos tarjetas que

reclaman para ellas el mismo campo de dirección o campos de dirección que

se solapan entre ellos.

Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El

bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la

CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16

bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos

uno detrás de otro.

De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos

productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la

regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma

inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca

publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales

con la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar

que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente

eliminadas.

       

Bus de datos

Un bus de datos es un sistema que se encarga de transferir datos entre

componentes de una computadora o red de computadoras.

En simples palabras, el bus permite la conexión entre diferentes elementos (o

sub sistemas) de un sistema digital principal, y envía datos entre dichos

elementos. Estos “datos” se encuentran en formas de señales (digitales) que

pueden ser precisamente de “datos”, de “direcciones” o de “control”.

Como todo lo relacionado a la tecnología, y principalmente lo ligado a la

informática, podemos descifrar que elementos como un bus de datos ha ido

evolucionando con el tiempo. Y así es efectivamente. Los primeros buses de

datos se denominaban “paralelos”, por lo cual la conexión entre elementos de

una misma computadora (o sistema digital) se realizaba mediante cintas que

conectaban unos y otros elementos.

En cambio, los ordenadores más modernos, a partir del desarrollo de la

conexión USB, los buses de datos ahora se denominan “seriales” y ofrece este

cambio una mayor velocidad de respuesta y eficacia potenciada.

El sistema de medición de la capacidad de un bus de datos está ligada a su

frecuencia máxima de envío posee y el ancho de datos. En general, ambas

variables son inversamente proporcionales (cuando asciende una, descienda la

otra, y a la inversa): si el bus de datos posee una alta frecuencia, el ancho de

datos deberá entonces ser pequeño. Por ello, un bus de datos con pocas

señales (o “datos”) puede funcionar a altas velocidades.

En cuanto a la evolución de los buses de datos podemos identificar tres

“generaciones”: la primera de ellas, remite a aquellos sistemas digitales o

computadores que poseían dos buses de datos, uno de ellos asignado a la

memoria, y el otro asignado a los demás dispositivos. Esta primera generación

de buses de datos fue desarrollada entre la década del ´70 y ’80. Recordemos

que los buses siempre enviaban datos a la CPU, y su acción era en

combinación con la misma. Los buses de segunda generación, poseen mayor

autonomía, algunos integrados al chipset del sistema y otros con controladores

instalados en el propio bus, que permitía mayor velocidad.

La tercera generación está signada por el tipo de buses “seriales”, que tienen

como objetivo reducir el número de conexiones de cada dispositivo que se

conecta a la computadora. El “trámite” es directamente entre el dispositivo

conectado (mediante conexión USB, por ejemplo) y el bus de datos que recibe

las órdenes.

Bus de Direcciones

Es utilizado por el microprocesador para señalar la celda de

memoria (o el dispositivo de E/S) con el que se quiere operar. El

tipo de operación será de lectura o de escritura y los datos

implicados viajarán por el bus de datos.

Por él circula la expresión binaria de la dirección de memoria a la

cual el microprocesador quiere acceder. Tiene sentido de flujo

unidireccional desde el microprocesador hacia la memoria. Una vez

localizados los datos perdidos, su transmisión hacia el

microprocesador (o hacia donde sea) se hará a través del bus de

datos.

Los dispositivos de E/S intercambian la información con el

microprocesador mediante los puertos de E/S. Cada puerto está

asociado con un determinado dispositivo y tiene una dirección que

lo identifica.

El ancho de este bus también es una medida de la potencia del

microprocesador, ya que determina la cantidad de memoria a la que

éste puede acceder, es decir, la cantidad de espacio direccionarle.

El espacio de direcciones es el rango de valores distintos que el

microprocesador puede seleccionar. La cantidad máxima de

direcciones disponibles será 2 a la n, siendo n el número de líneas

del bus de direcciones.

Bus de Control

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.

Un bus de datos es un dispositivo mediante el cual al interior de una

computadora se transportan datos e información relevante.

Para la informática, el bus es una serie de cables que funcionan cargando

datos en la memoria para transportarlos a la Unidad Central de Procesamiento

o CPU. En otras palabras, un bus de datos es una autopista o canal de

transmisión de información dentro de la computadora que comunica a los

componentes de dicho sistema con el microprocesador. El bus funciona

ordenando la información que es transmitida desde distintas unidades y

periféricos a la unidad central, haciendo las veces de semáforo o regulador de

prioridades y operaciones a ejecutar.

Su funcionamiento es sencillo: en un bus, todos los distintos nodos que lo

componen reciben datos indistintamente, aquellos a los que estos datos no son

dirigidos los ignoran y, en cambio, aquellos para los cuales los datos tienen

relevancia, los comunican.

Desde el punto de vista técnico, un bus de datos es un conjunto de cables o

conductores eléctricos en pistas metálicas sobre la tarjeta madre o “mother” del

ordenador. Sobre este conjunto de conductores circulan las señales que

conduce los datos.

Existen distintos tipos de buses. El bus de direcciones, por ejemplo, vincula el

bloque de control de la CPU para colocar datos durante procesos de cómputo.

El bus de control, por otro lado, transporta datos respecto de las operaciones

que se encuentra realizando el CPU. El bus de datos propiamente dicho,

transporta información entre dispositivos de hardware como teclado, mouse,

impresora, monitor y también de almacenamiento como el disco duro o

Memorias móviles.

En diferentes tipos de ordenadores se emplean diversos tipos de buses. Para

PC, por ejemplo, son comunes el PCI, ISA, VESA, MCA, PATA, SATA y otros

como USB o Firewire. En Mac, en cambio, se utilizan los mismos u otros como

el NuBus.

Ranuras o Slots de Ram

Un slot (también llamado slot de expansión o ranura de expansión) es un

elemento de la placa base de un ordenador que permite conectar a ésta una

tarjeta adaptadora adicional o de expansión, la cual suele realizar funciones de

control de dispositivos periféricos adicionales, tales como monitores,

impresoras o unidades de disco. En las tarjetas madre del tipo LPX los slots de

expansión no se encuentran sobre la placa sino en un conector especial

denominado riser card.

“DIMM”

   Módulo de Memoria en línea doble

 Son módulos de memoria RAM utilizados en ordenadores personales. Se trata

de un pequeño circuito impreso que contiene chips de memoria y se conecta

directamente en ranuras de la placa base. Los módulos DIMM son reconocibles

externamente por poseer sus contactos (o pines) separados en ambos lados, a

diferencia de los SIMM que poseen los contactos de modo que los de un lado

están unidos con los del otro.

Una DIMM puede comunicarse con el PC a 64 bits (y algunos a 72 bits) en vez

de los 32 bits de los SIMMs.

 “Funciona a una frecuencia de 133 MHz cada una.”

Los módulos en formato DIMM  al ser memorias de 64 bits, lo cual explica por

qué no necesitan emparejamiento. Los módulos DIMM poseen chips de

memoria en ambos lados de la placa de circuito impresa, y poseen a la vez, 84

conectores de cada lado, lo cual suma un total de 168 clavijas. Además de ser

de mayores dimensiones que los módulos SIMM (130x25mm), estos módulos

poseen una segunda muesca que evita confusiones.

“SIMM”

Es un formato para módulos de memoria RAM que consisten en placas de

circuito impreso sobre las que se montan los integrados de memoria DRAM.

Estos módulos se insertan en zócalos sobre la placa base. Los contactos en

ambas caras están interconectados, esta es la mayor diferencia respecto de

sus sucesores los DIMMs. Fueron muy populares desde principios de

los 80 hasta finales de los 90, el formato fue estandarizado porJEDEC bajo el

número JESD-21C.

SIMM de 30 contactos

SIMM es estandarizado bajo el estándar JEDEC JESD-21C.

Tamaños estándares disponibles:

 30-pin SIMM: 256 KB, 1 MB, 4 MB, 16 MB.

 72-pin SIMM: 1 MB, 2 MB, 4 MB, 8 MB, 16 MB, 32 MB, 64 MB, 128 MB.

“DDR”

Son módulos de memoria RAM compuestos por memorias síncronas SDRAM,

disponibles en encapsulado DIMM, que permite la transferencia de datos por

dos canales distintos simultáneamente en un mismo ciclo de reloj. Los módulos

DDR soportan una capacidad máxima de 1 nibble.

Fueron primero adoptadas en sistemas equipados con procesadores AMD

Athlon. Intel con su Pentium 4 en un principio utilizó únicamente

memorias RAM BUS, más costosas.

Son compatibles con los procesadores de Intel Pentium 4 que disponen de

un Front Side Bus (FSB) de 64 bits de datos y frecuencias de reloj desde 200 a

400 MHz.

También se utiliza la nomenclatura PC1600 a PC4800, ya que pueden

transferir un volumen de información de 8 bytes en cada ciclo de reloj a las

frecuencias descritas.

Un ejemplo de cálculo para PC-1600: 100 MHz x 2 Datos por Ciclo x 8 B =

1600 MB/s.

“DDR 2”

 Es un tipo de memoria RAM. Forma parte de la familia SDRAMde tecnologías

de memoria de acceso aleatorio, que es una de las muchas implementaciones

de la DRAM.

Los módulos DDR2 son capaces de trabajar con 4 bits por ciclo, es decir 2 de

ida y 2 de vuelta en un mismo ciclo mejorando sustancialmente el ancho de

banda potencial bajo la misma frecuencia de una DDR SDRAM tradicional (si

una DDR a 200 MHz reales entregaba 400 MHz nominales, la DDR2 por esos

mismos 200 MHz reales entrega 800 MHz nominales).

Las memorias DDR2 tienen mayores latencias que las conseguidas con las

DDR convencionales, cosa que perjudicaba su rendimiento. Reducir la latencia

en las DDR2 no es fácil. El mismo hecho de que el buffer de la memoria DDR2

pueda almacenar 4 bits para luego enviarlos es el causante de la mayor

latencia, debido a que se necesita mayor tiempo de "escucha" por parte del

buffer y mayor tiempo de trabajo por parte de los módulos de memoria, para

recopilar esos 4 bits antes de poder enviar la información.

“DDR 3”

Es un tipo de memoria RAM. Forma parte de la familia SDRAM de tecnologías

de memoria de acceso aleatorio, que es una de las muchas implementaciones

de la SDRAM.

la DDR3 permite usar integrados de 512 megabits a 8 gigabytes, siendo posible

fabricar módulos de hasta 16 GB.

Si bien las latencias típicas DDR2 fueron 5-5-5-15 para el estándarJEDEC para

dispositivos DDR3 son 7-7-7-20 para DDR3-1066 y 7-7-7-24 para DDR3-1333.

Los DIMMS DDR3 tienen 240 contactos o pins, el mismo número que DDR2;

sin embargo, los DIMMs son físicamente incompatibles, debido a una ubicación

diferente de la muesca.

Los módulos más rápidos de tecnología DDR3 ya están listos al mismo tiempo

que la industria se preparara para adoptar la nueva plataforma de tecnología.

Considerado el sucesor de la actual memoria estándar DDR2, DDR3 promete

proporcionar significativas mejoras en el rendimiento en niveles de bajo voltaje,

lo que lleva consigo una disminución del gasto global de consumo.

La diferencia de la DDR3 sea dos veces más rápida que la DDR2 y el alto

ancho de banda que promete ofrecer DDR3 es la mejor opcion para la

combinación de un sistema con procesadores dual y quad core (2 y 4

nucleos  por microprocesador.

Ranuras o Slots de Expansión

La ranura de expansión (o slot de expansión) es un elemento de la placa

base de la computadora, que permite conectarla a una tarjeta de expansión o

tarjeta adicional, la cual puede realizar funciones de control de

dispositivos periféricos adicionales, por

ejemplo: monitores,proyectores, televisores, módems, impresoras o unidades

de disco.

Las ranuras están conectadas entre sí. Una computadora personal dispone

generalmente de ocho unidades, aunque puede llegar hasta doce.

En las tarjetas madre del tipo LPX las ranuras de expansión no se encuentran

sobre la placa sino en un conector especial denominado riser card (tarjeta

vertical).