Tema 3 - Clase 1

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Organización y Estructura del Computador II
SUBSISTEMA
DE
BUSES
ARQUITECTURA DEL Y ENTRADA/SALIDA
Tema 3 – Clase 1
AGENDA
—  Subsistema de Buses
¡  Definición y conceptos básicos:
÷  Características
÷  Funcionamiento
÷  Estado Maestro/Esclavo
÷  Ciclo
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Necesidad
CPU
Unidad de
Control
Unidad de
Entrada
ULA
Registros
Unidad de
Salida
Caché
Datos
Instrucciones
Datos
Programas
Memoria
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Bus: Es un camino físico o ruta que permite la
interconexión y comunicación entre los distintos
componentes de un sistema computador
Esta constituido por tres tipos de líneas diferentes
conectadas al bus, las cuales conforman su
estructura:
¡ 
¡ 
¡ 
Líneas de datos
Líneas de dirección
Líneas de control.
4
SUBSISTEMA
DE
BUSES
5
SUBSISTEMA
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
DATOS
—  Proporcionan un camino para transmitir datos entre
los módulos del sistema.
—  Generalmente consta de 8, 16 ó 32 líneas distintas,
cuyo número se conoce como ancho de banda del bus
de datos.
—  Dado que cada línea puede transportar un bit cada
vez, el número de líneas determina cuantos bits se
pueden transferir al mismo tiempo
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SUBSISTEMA
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
DATOS
—  Ancho de Banda:
Existen dos formas de incrementar el ancho de banda
del bus de datos:
1. 
Reducir el tiempo de ciclo de bus (más transferencia por
segundo)
÷  Las señales de las diferentes líneas viajan a velocidades
ligeramente distintas, problema que se conoce como
sesgo de bus.
÷  A medida que se hace el bus más rápido, este se vuelve
incompatible con la tecnología existente.
7
SUBSISTEMA
2. 
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
DATOS
Incrementar la capacidad del bus de datos (más bits por
transferencia)
÷ 
÷ 
Esta opción no produce un diseño claro al final.
Por ejemplo: La PC IBM y sus sucesoras, pasaron de 8
líneas de datos a 16 y luego a 32, con prácticamente el
mismo bus.
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SUBSISTEMA
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
DIRECCIÓN
—  Se utilizan para designar la fuente o el destino del
dato situado en el bus de datos.
—  La anchura del bus de dirección determina la máxima
capacidad de memoria posible en el sistema.
—  Además, las líneas de direcciones generalmente se
utilizan para direccionar los puertos de Entrada/
Salida.
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SUBSISTEMA
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
DIRECCIÓN
—  Ancho de Banda:
¡ 
¡ 
¡ 
Cuantas más líneas de dirección tenga un bus, más
memoria podrá direccionar el CPU.
Si un bus tiene n líneas de dirección, el CPU podrá usarlo
para direccionar 2n localidades de memoria distintas.
Mientras más líneas de dirección se tengan, el bus es más
ancho y ocupa más espacio físico, por lo que se necesitan
conectores más grandes y por ende el bus es más costoso.
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SUBSISTEMA
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
CONTROL
—  Se utilizan para controlar el acceso y el uso de las
líneas de datos y de direcciones.
—  Las señales de control transmiten tanto órdenes como
información de temporización entre los módulos.
—  Algunas líneas de control típicas son:
¡ 
¡ 
¡ 
¡ 
Escritura en memoria (Memory Write): hace que el dato del
bus se escriba en la posición direccionada.
Lectura de memoria (Memory Read): hace que el dato de la
posición direccionada se sitúe en el bus.
Escritura de E/S (I/O Write): hace que el dato del bus se
transfiera a través del puerto de E/S direccionado.
Lectura de E/S (I/O Read): hace que dato del puerto de E/S
direccionado se sitúe en bus.
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SUBSISTEMA
¡ 
¡ 
¡ 
¡ 
¡ 
¡ 
¡ 
DE
BUSES: LÍNEAS
DE
CONTROL
Transferencia reconocida (Transfer ACK): indica que el dato
se ha aceptado o se ha situado en bus.
Petición de bus (Bus Request): Indica que un modulo
necesita disponer del control del bus.
Cesión de bus (Bus Grant): indica que se cede el control del
bus a un módulo que lo había solicitado.
Petición de interrupción (Interrupt Request): indica si hay
una interrupción pendiente.
Interrupción reconocida (Interrupt ACK): señala que la
interrupción pendiente se ha aceptado.
Reloj (Clock): se utiliza para sincronizar las operaciones.
Inicio (Reset): pone los módulos conectados en su estado
inicial
12
SUBSISTEMA
DE
BUSES
13
SUBSISTEMA
DE
BUSES
14
SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Líneas del Bus: Proporcionan un camino para
transmitir, datos señales de control y direcciones a
través del bus
—  Ciclo del Bus: Tiempo necesario para realizar una
transferencia elemental de un dato entre dos
dispositivos
—  Arbitraje del Bus: Proceso de gestión y Administración
del Bus
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Latencia: Tiempo Necesario para realizar un ciclo del
bus
—  Ancho de Banda: Cantidad de bytes que pueden ser
transferidos por unidad de tiempo (bytes/seg) a
través del bus
—  Protocolo: Pautas que tienen que seguir los
dispositivos conectados al bus para lograr una
comunicación correcta. Ejemplo: sincronización
adecuada de las transmisiones.
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Sincronismo
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Modelo de Interconexión
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Estructura de Interconexión
+
Bus de Control
Bus de Datos
Bus de Dirección
Arbitro
del Bus
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Algunos aspectos relevantes
—  El tamaño del Bus de Datos suele coincidir con el
tamaño de la palabra en memoria.
—  El tamaño del Bus de Direcciones fija el tamaño
máximo de la memoria.
—  Las Señales de Control son por ejemplo carga,
selección, lectura/escritura de la memoria, etc.
—  El Bus de Sistema está constituido por los tres buses
anteriores (Datos, direcciones y control)
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Operaciones Básicas
—  Solicitud de un Dato (Inicio de Transferencia)
¡ 
¡ 
¡ 
Obtener el uso del bus
Transferir la petición al otro módulo mediante las líneas
de control y dirección apropiadas
Esperar a que el segundo módulo envíe el dato
—  Responder a una solicitud
¡ 
¡ 
Obtener el uso del bus
Transferir el dato a través del bus
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Maestros del Bus: Son dispositivos que hacen
requerimientos o solicitudes de uso del bus
Son elementos activos capaces de iniciar solicitudes
de uso del bus del sistema, con el objeto de
comunicarse con otro elemento del sistema que
responderá a la solicitud
—  Esclavos del Bus: Son dispositivos que no hacen
requerimientos o solicitudes de uso del bus
Son elementos pasivos que aguardan por las
solicitudes que haga el maestro del bus
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Ejemplo de Maestros y Esclavos
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Conexiones entre Maestros y Esclavos
—  Los maestros del bus se conectan con un chip
denominado controlador o driver del bus
—  Los esclavos del bus se conectan al bus con un
receptor de bus.
—  Los dispositivos que pueden actuar como maestro y
como esclavos emplean un chip combinado llamado
Transceptor de bus.
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
Dispositivo
Maestro 1:
Procesador
Dispositivo
Maestro 2:
Procesador
Controlador del Bus
Bus del Sistema
Receptor del Bus
Dispositivos Esclavos
Memoria
Tarjeta de
Video
Impresora
Disco Duro
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SUBSISTEMA
DE
BUSES
—  Ciclo del Bus: Conjunto de etapas requeridas de parte
de un componente para utilizar el bus del sistema
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RECOMENDACIÓN
v Revisa el sitio web de la materia para ver las
actualizaciones publicadas, clases y la planificación
establecida.
http://www.ciens.ucv.ve/portalasig/organización_y_estructura_del_computador_ii/2-2013/informacion_general
v Repasa la información suministrada en clase antes de
asistir a las horas de teoría, práctica y laboratorios.
v Revisa regularmente tu correo para enterarte sobre
novedades y asignaciones.
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