BUS
Es una palabra inglesa que significa "transporte". En arquitectura de computadores, un bus puede conectar lógicamente varios periféricos sobre el mismo conjunto de cables. Aplicada a la informática, se relaciona con la idea de las transferencias internas de datos que se dan en un sistema computacional en funcionamiento. En el bus todos los nodos reciben los datos aunque no se dirijan a todos éstos, los nodos a los que no van dirigidos los datos simplemente los ignoran. Por tanto, un bus es un conjunto de conductores eléctricos en forma de pistas metálicas impresas sobre la tarjeta madre del computador, por donde circulan las señales que corresponden a los datos binarios del lenguaje máquina con que opera el Microprocesador.
Los primeros buses de computadoras eran literalmente buses eléctricos paralelos con múltiples conexiones. Hoy en día el término es usado para cualquier arreglo físico que provea la misma funcionalidad lógica que un bus eléctrico paralelo. Los buses modernos pueden usar tanto conexiones paralelas como en serie, y pueden ser cableados en topología multidrop o en daisy chain, o conectados por hubs switcheados, como el caso del USB.
LISTA DE BUSES
Tarjetas internas
- PCI Uno de los puertos con mas escalabilidad, pero sustituido por el PCI-Express
- PCI-Express sustituye tanto a PCI como a AGP como nuevo estándar.
- ISA Uno de los mas antiguos buses existentes.
- VESA (Existencia efímera y sustituido por PCI).
- bus MCA (propiedad de IBM y también de existencia efímera(al igual que VESA)).
- Ranura AMR Usada para tarjetas de audio.
- Ranura CNR Usada para un módem.
- Conexión exterior
- USB Existen 2 versiones, la 1.1 y la 2.0: la primera con solo 12Mbps y la segunda con 480Mbps de velocidad.
- Firewire (IEEE 1394). Maneja igual 2 versiones, una de 400Mbps y la mas nueva de 800Mbps de velocidad.
- Almacenamiento
- PCI (también se usa en Mac además de otras plataformas)
- USB
- Firewire Maneja igual 2 versiones, una de 400Mbps y la mas nueva de 800Mbps de velocidad.
- NuBus
Front Side Bus (FSB)
Front Side Bus o su acrónimo FSB (traducido "Bus de la parte frontal"), es el término usado para referirse al bus de datos bidireccional que dispone la CPU para comunicarse con el northbridge. La máxima velocidad teórica del FSB está determinada por su ancho de banda (que puede ser distinto de un sistema a otro) y la velocidad del reloj del chipset. Por ejemplo, un FSB de 32 bits de ancho de banda funcionando a 100MHz ofrece un máximo de 1600 MB/s aproximadamente, teniendo en cuenta los clock ticks.
Algunos ordenadores tienen una Memoria Caché L2 o L3 externa a la propia CPU conectados mediante un back side bus (Bus trasero o bus de la parte de atrás). Este bus y la memoria Caché conectada a él es más rápida que el acceso a la Memoria RAM por el FSB.
HISTORIA Y FUTURO
El FSB empezó a formar parte de la arquitectura de computadoras estándar desde que las aplicaciones requieren más memoria de la que el procesador podría retener.
Los más modernos FSB se utilizan a modo de conexión exclusiva principal entre la CPU y el Chipset. Éste chipset (generalmente compuesto por el trabajo en conjunto del northbridge y el southbridge) es el encargado de interconectar el resto de buses del sistema. Los buses como PCI, AGP, y buses de memoria se comunican con el chipset para permitir el correcto flujo de datos entre los diferentes dispositivos. Generalmente estos buses secundarios funcionan a una velocidad derivada de la velocidad del FSB.
Pese a la solución que dió al problema, siempre se ha pensado en que el FSB debería ser una tecnología con tendencia a desaparecer. Empresas como AMD siempre han criticado el FSB, ya que limita mucho las capacidades reales de un sistema generando mucha latencia y un tiempo de respuesta mayor, creando un auténtico cuello de botella para el resto de dispositivos. No fue hasta 2001 y la aparición de la tecnología Hypertransport cuando se pudo diseñar una tecnología capaz de suplantar el uso del FSB. Actualmente empresas fabricantes de chipsets como NVIDIA, SiS ó VIA Technologies, ya han comenzado a eliminar el uso del FSB sustituyéndolo con la versión 3.0 de HyperTransporting.
Clases de buses
Hay tres clases de buses: bus de datos, bus de direcciones y bus de control. Una placa base tipo ATX tiene tantas pistas eléctricas destinadas a buses, como anchos sean los Canales de Buses del Microprocesador de la CPU: 64 para el Bus de datos y 32 para el Bus de Direcciones. El "ancho de canal" explica la cantidad de bits que pueden ser transferidos simultáneamente. Así, el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez.
Así, el Canal de Direcciones del Microprocesador para una PC-ATX puede "direccionar" más de 4 mil millones de combinaciones diferentes para el conjunto de 32 bits de su bus.
Mueve los datos entre los dispositivos del hardware de Entrada como el teclado, el ratón, etc.; de salida como la Impresora, el Monitor; y de Almacenamiento como el Disco Duro, el Disquete o la Memoria-Flash. Estas transferencias que se dan a través del Bus de Datos son gobernadas por varios dispositivos y métodos, de los cuales el Controlador PCI, "Peripheral Component Interconnect", Interconexión de componentes Periféricos, es uno de los principales. Su trabajo equivale, simplificando mucho el asunto, a una central de semáforos para el tráfico en las calles de una ciudad.
- Ejemplo: INTEL 286 bus de datos 16 bits.
INTEL 386, 486 bus de datos 32 bits.
INTEL Pentium (P. PII…PIV) bus de datos 32 y 64 bits.
· El "ancho de canal" explica la cantidad de bits que pueden ser transferidos simultáneamente. Así, el Bus de datos transfiere 8 bytes a la vez.
El Bus de Direcciones, por otra parte, está vinculado al bloque de Control de la CPU para tomar y colocar datos en el Sub-sistema de Memoria durante la ejecución de los procesos de cómputo.
Para el Bus de Direcciones, el "ancho de canal" explica así mismo la cantidad de ubicaciones o Direcciones diferentes que el microprocesador puede alcanzar. Esa cantidad de ubicaciones resulta de elevar el 2 a la 32ª potencia. "2" porque son dos las señales binarias, los bits 1 y 0; y "32ª potencia" porque las 32 pistas del Bus de Direcciones son, en un instante dado, un conjunto de 32 bits. Nos sirve para calcular la capacidad de memoria en el CPU.
El bus de dirección (o direcciones) es un canal del microprocesador totalmente independiente al 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 2^n (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 2^8 = 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.
Algunos diseños utilizan líneas eléctricas multiplexadas para el bus de dirección y el bus de datos. Esto significa que un mismo conjunto de líneas eléctricas se comportan unas veces como bus de dirección y otras veces como bus de datos, pero nunca al mismo tiempo. Una línea de control permite discernir cual de las dos funciones está activa.
Salvando las complejidades de los buses, una típica acción de escritura en memoria implica las siguientes actividades en el bus:
- Esperar a que el bus esté disponible. Esto se conoce gracias a una señal de control.
- Poner la dirección de memoria en el bus de dirección. Por ejemplo, la dirección "5" se expresa en binario como "00000101". Esto implica activar dos señales
- Se activa una señal de control para indicar a la memoria que hay una dirección disponible. Otra señal indica que la operación a realizar es una escritura.
- en un bus de dirección de ocho líneas.
- A continuación, el microprocesador debe esperar a que la memoria esté lista para recibir el dato. Esto se conoce mediante otra señal de control.
- Se transmite el dato por el bus de datos y se mantiene hasta que desaparezca la señal de control anteriormente mencionada.
- En este momento la escritura se ha realizado.
BUS DE CONTROL
Este bus transporta señales de estado de las operaciones efectuadas por la CPU. El método utilizado por el ordenador para sincronizar las distintas operaciones es por medio de un reloj interno que posee el ordenador y facilita la sincronización y evita las colisiones de operaciones (unidad de control).Estas operaciones se transmiten en un modo bidireccional.
CIRCUITO INTEGRADO AUXILIAR (CHIPSET)
Se denomina Chipset (conjunto de circuitos integrados, traducido del ingles) a un conjunto de microchipscircuito integrado que es periférico a un sistema pero necesario para el funcionamiento del mismo. La mayoría de los sistemas necesitan más de un circuito integrado auxiliar. diseñados para actuar en conjunto, y usualmente comercializados como una unidad. Se designa circuito integrado auxiliar al
Historia
Cuando a finales de los 70 comienzan a utilizarse microchips para fabricar ordenadores, casi todas la tareas recaían en la CPU. Sus fabricantes normalmente comercializaban una serie de chips auxiliares específicos de cada CPU que se encargaban de tareas como las comunicaciones serial o paralela o el control de periféricos, pero casi siempre requerían de la supervisión de la CPU. La aparición de los chips de sonido y gráficos se puede considerar como los primeros chips auxiliares en los que la CPU podía delegar tareas mientras se dedicada a otras cosas.
Mientras que otras plataformas usan muy variadas combinaciones de chips de propósito general, los empleados en el Commodore 64 y la Familia Atari de 8 bits, incluso sus CPUs, suelen ser diseños especializados para la plataforma, que no se encuentran en otros equipos electrónicos, por lo que se comienzan a llamar chipsets.
Este término se generaliza en la siguiente generación de ordenadores domésticos : el Commodore Amiga y el Atari ST son los equipos más potentes de los años 90, y ambos tienen multitud de chips auxiliares que se encargan del manejo de la memoria, el sonido, los gráficos o el control de unidades de almacenamiento masivo dejando a la CPU libre para otras tareas. En el Amiga sobre todo se diferencian las generaciones por el chipset utilizado en cada una.
Tanto los chips de los Atari de 8 bits como los del Amiga tienen como diseñador a Jay Miner, por lo que algunos lo consideran el precursor de la moderna arquitectura utilizada en la actualidad.
Apple Computer comienza a utilizar chips diseñados por la compañía o comisionados expresamente a otras en su gama Apple Macintosh, pero pese a que irá integrando chips procedentes del campo PC, nunca se usa el término chipset para referirse al juego de chips empleado en cada nueva versión de los Mac, hasta la llegada de los equipos G4.
Mientras tanto el IBM PC ha optado por usar chips de propósito general (IBM nunca pretendió obtener el éxito que tuvo) y sólo el subsistema gráfico tiene una ligera independencia de la CPU. Hasta la aparición de los IBM Personal System/2 no se producen cambios significativos, y el término chipset se reserva para los conjuntos de chips de una placa de ampliación (o integrada en placa madre, pero con el mismo bus de comunicaciones) dedicada a un único propósito como el sonido o el subsistema SCSI. Pero la necesidad de ahorrar espacio en la placa y abaratar costes trae primero la integración de todos los chips de control de periféricos (las llamadas placas multi-IO pasan de tener hasta 5 chips a integrar más funciones en uno sólo) y con la llegada del bus PCI y las especificaciones ATX de los primeros chipsets tal y como los conocemos ahora.
El Chipset en la actualidad
Los chipsets de las placas madre actuales para arquitectura x86 (de 32 y 64 bits) suelen constar de 2 circuitos auxiliares al procesador principal:
- El NorthBridge o puente norte se usa como puente de enlace entre el microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria RAM, el puerto gráfico AGP o el PCI Express de gráficos, y las comunicaciones con el puente sur. Al principio tenía también el control de PCI, pero esa funcionalidad ha pasado al puente sur.
- El SouthBridge o puente sur controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos USB, Firewire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN, PCI Express 1x y una larga lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los periféricos.
Se suele comparar al Chipset con la médula espinal: una persona puede tener un buen cerebro, pero si la médula falla, todo lo de abajo no sirve para nada.
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 |
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