Al hablar sobre ordenadores hemos de remitirnos a su propia terminología
y una de las palabras comúnmente aceptadas dentro del mundillo electrónico /
informático es el de “BUS”, donde nos referimos a lo que podríamos denominar el
“camino” interno por donde circulan los datos dentro de un PC. Esto incluye a
la comunicación que se da entre el procesador, la memoria, las tarjetas del
sistema, los dispositivos de almacenamiento (discos, DC’s, etc..), y los
puertos de conexión al exterior del ordenador.
•
Que es un Bus (Informática)
Bus es un puerto estándar de comunicación, un acuerdo acerca de cómo
construir tarjetas que puedan trabajar en una computadora estándar. También se
llama Bus al conjunto de líneas conductoras de hardware utilizadas para la
transmisión de datos entre los componentes de un sistema informático. 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 diseño de la computadora se utiliza el concepto de “Bus” que
consiste en la transferencia entre dos dispositivos, mientras tanto los
dispositivos restantes que están conectados al bus se deben comportar como si
no existieran. La ventaja de utilizar a un grupo de líneas con la filosofía del
“Bus” es por su capacidad de conectar varios dispositivos digitales para
recibir ó enviar información.
Se denomina bus, en informática, al conjunto de conexiones físicas
(cables, líneas de cobre, placa de circuito impreso, etc.) que pueden
compartirse con múltiples componentes de hardware para que se comuniquen entre
sí.
La propia palabra “Bus” ya está anunciando el “transporte” de algo, y en
este caso, se refiere a datos para procesarse por un equipo informático. El Bus
de Datos soporta tanto la información como las instrucciones declaradas sobre
la misma, de tal forma de gestionar operaciones.
El bus, por lo general supervisado por el microprocesador, se especializa
en el transporte de diferentes tipos de información. Por ejemplo, un grupo de
líneas (en realidad trazos conductores sobre una placa de circuito impreso)
transporta los datos, otro las direcciones (ubicaciones) en las que puede
encontrarse información específica, y otro las señales de control para asegurar
que las diferentes partes del sistema utilizan su ruta compartida sin
conflictos.
El Bus es la ruta
electrónica por la cual se envían las señales desde una parte de la computadora
a otra. Una computadora personal contiene varios buses (entre dispositivos),
cada uno de los cuales se usa para un propósito diferente:
•
El BUS de
dirección asigna las direcciones de memoria.
•
El Bus de
datos (data Bus) transporta los datos entre el procesador y la memoria.
• El Bus de control (control Bus) transporta las
señales desde la unidad de control.
Características de un Bus
• Un bus se caracteriza por la cantidad de
información que se transmite en forma simultánea. Este volumen se expresa en
bits y corresponde al número de líneas físicas mediante las cuales se envía la
información en forma simultánea. Un cable plano de 32 hilos permite la
transmisión de 32 bits en paralelo. El término "ancho" se utiliza
para designar el número de bits que un bus puede transmitir simultáneamente.
• Un equipo con un bus de 8 bits de datos, por
ejemplo, transmite 8 bits de datos cada vez, mientras que uno con un BUS de 16
bits de datos transmite 16 bits de datos simultáneamente. Como el BUS es parte
integral de la transmisión interna de datos y como los usuarios suelen tener
que añadir componentes adicionales al sistema, la mayoría de los buses de los
equipos informáticos pueden ampliarse mediante uno o más zócalos de expansión
(conectores para placas de circuito añadidas). Al agregarse estas placas
permiten la conexión eléctrica con el BUS y se convierten en parte efectiva del
sistema.
• Por otra parte, la velocidad del bus se define a
través de su frecuencia (que se expresa en Hercios o Hertz), es decir el número
de paquetes de datos que pueden ser enviados o recibidos por segundo. Cada vez
que se envían o reciben estos datos podemos hablar de ciclo. De esta manera, es
posible hallar la velocidad de transferencia máxima del bus (la cantidad de
datos que puede transportar por unidad de tiempo) al multiplicar su ancho por
la frecuencia.
En las computadoras personales, algunos buses están disponibles, tales
como:
•
ISA
•
EISA
•
bus de VL
•
PCI
• PC
Interconexión de componentes periféricos. Especificación introducida por
Intel que define un BUS local [local BUS] el cual permite que hasta diez
tarjetas de expansión --que cumplan con la especificación para la Interconexión
de componentes periféricos o PCI-- estén conectadas a la computadora. Una de
estas diez tarjetas tiene que ser la tarjeta controladora PCI, pero las demás
puede que sea una tarjeta de vídeo, una tarjeta de interfaz de red, una
interfaz SCSI cualesquiera otra función básica de entrada/salida.
La diferencia entre un BUS a 66MHZ y uno a 60 MHZ quizá parezca poca,
pero la velocidad delta se esfuma. El BUS PCI se divide usando el reloj de la
tarjeta madre. En apariencia, una PC a 120 MHZ debería correr solo un poco mas
lento que una a 133MHZ, pero en realidad la combinación de una CPU, un
subsistema de memoria y un BUS PCI más lentos hacen a una Pentium 120 solo un
poco más veloz que un Pentium 100.
Esquema de Buses
Tipos de Buses
AGP
Este nuevo BUS es capaz de paliar el cuello de botella que existe entre
el microprocesador y la tarjeta gráfica. Se tiene en cuenta que el actual BUS
PCI va a 33 MHz. (132 Mb/s máximo), una velocidad bastante inferior a la del
microprocesador. AGP incorpora un nuevo sistema de transferencia de datos a más
velocidad, gracias al uso de la memoria principal del PC. Las placas base que
lo soportan (sólo contienen 1 slot de este tipo) son las de Pentium II con
chipset de Intel 440LX AGPset y 440BX. Ya están apareciendo las placas base
Super 7, con el fin de hacer el estándar compatible con procesadores que van
conectados con el zócalo Socket 7, tales como los Pentium, Pentium MMX y los
procesadores de AMD y Cyrix.
Para que el sistema funcione, se necesita una tarjeta gráfica compatible
con el slot AGP, por lo que una tarjeta PCI no nos valdrá. En este
caso varía la velocidad. Existen tarjetas 1x, velocidad estándar, es decir, 66
MHz (264 Mb/s máximo). Las nuevas AGP llegan con 2x a 133 MHz (dobla al
anterior, y alcanza de máxima 528 Mb/s); y un último tipo de 4x a 400 MHz (ya
que la velocidad interna se aumenta a 100 MHz). Aunque el chipset BX de Intel
en teoría lo soporta, no saldrán tarjetas de este tipo hasta principios de
1999.
Beneficios del AGP
• El ancho de banda pico es cuatro veces mayor que el
del BUS PCI gracias a todas las técnicas usadas.
• Los mapas de textura se ejecutan directamente desde
la memoria del sistema. El AGP permite que el controlador gráfico haga accesos
de alta velocidad a esta memoria, en lugar de obligarlo a precargar los datos
de la textura en su memoria local.
• Se reduce la congestión del BUS PCI, que queda
disponible para el uso de nuevos dispositivos de alta velocidad. Además, los
accesos de la CPU a la memoria del sistema pueden seguir realizándose a la vez
que el controlador gráfico accede a la memoria AGP.
• Se mejora el rendimiento total del sistema debido a
que el procesador puede realizar otras actividades mientras el chip gráfico
accede a los datos de textura en la memoria del sistema.
PCI
La tecnología PCI fue desarrollada por Intel para su microprocesador
Pentium, pero se extendió hasta las placas para 486 (sobre todo las de la
última generación que soportaban 486DX4). El funcionamiento es similar al del
BUS VESA. La diferencia es que todos los slots de expansión se conectan al
microprocesador indirectamente a través de una circuitería que controla las
transferencias. Este diseño permite conectar (teóricamente) hasta 10 placas de
expansión en PCI
Sin duda la mayor virtud del PCI es que acomodó su estructura a lo más
avanzado en el campo del diseño hoy en día, combinando la velocidad del VLB con
el arbitraje avanzado del EISA. Su capacidad de manejo del BUS permite que una
tarjeta PCI pueda tomar el control sobre el BUS del procesador descargando a
este de trabajo y accediendo directamente a la memoria del sistema o a sus
periféricos; permitiendo así el uso de multiprocesamiento y de periféricos de
alto nivel de prestaciones.
Además una de sus mayores ventajas es que está concebido para ser
independiente del procesador por lo que lo puede operar con CPU tan diversas
como las Alpha de DEC y el PowerPC (IBM-Motorola); a propósito IBM no ha
querido arriesgar con el MCA y ha adoptado la arquitectura del BUS PCI para sus
ordenadores con el PowerPC.
PC
No es más que una extensión de las señales del micro 8088 bufereadas que
le permiten tener la suficiente potencia para conectar circuitos externos;
demultiplexadas de forma tal que las señales del micro que comparten iguales
pines pueden tener su propia conexión en el BUS y establecidas en un conector
estándar de la industria que permite una vía fácil de conectar otros
componentes.
El diseño puso al micro en contacto y en control directo con toda la
ranura de expansión. Debido a esta conexión local la frecuencia operativa del
BUS PC se correspondía exactamente con la del micro. Esto significa igual
velocidad e igual ruta de datos(4.77MHz de velocidad y 1 byte de ruta de
datos). Ahora, la máxima velocidad en que la información puede ser transferida
es de 2.38 Mb/seg.
En este BUS, IBM utilizó las 10 señales de direcciones menos
significativas para direccionar puertos por lo que solo se puede acceder a 1024
de los 65536 puertos de I/O.
ISA
Abreviatura de (Arquitectura estándar de la industria). Diseño del BUS
de 16 bits utilizado por primera vez en las computadoras PC/AT de IBM. La
Arquitectura estándar extendida de la industria (EISA), es una extensión de 32
bits que fue hecha a este estándar de BUS en 1984. La arquitectura estándar de
la industria o ISA tiene una velocidad de BUS de 8 MHz, y un caudal de
procesamiento (de datos) máximo de 8 megabytes por segundo.
EISA
(Arquitectura estándar extendida de la industria). BUS estándar de una
computadora personal que extiende el BUS AT tradicional a 32 bits y le permite
a más de un procesador compartir el BUS. La Arquitectura estándar extendida de
la industria (EISA), fue desarrollada por la llamada Pandilla de Nueve en
respuesta a la introducción, por IBM. La Arquitectura estándar extendida de la
industria (EISA), mantiene la compatibilidad con la Arquitectura estándar de la
industria (ISA).VL BUS
También conocido como BUS VL local. Abreviatura de VESA local BUS,
arquitectura de BUS introducida por la Asociación de Normas para
Videoelectrónica (VESA), en la cual se incluyen hasta tres ranuras para
adaptadores en la tarjeta o circuito impreso madre. El BUS VL permite el
dominio del BUS.
El BUS VL es un BUS de 32 bits que funciona a 33 ó 40 MHz. El máximo
caudal de procesamiento, es de 133 megabytes por segundo a 33 MHz, o de 148
megabytes por segundo a 40 MHz. Los adaptadores de BUS de VL más comunes son
los adaptadores de vídeo, los controladores de disco duro y las tarjetas de
interfaz de red. VESA BUS local.
Un grupo de fabricantes anunció formalmente el 28 de agosto de 1992 un
Estándar para BUS local llamado VESA en honor al nombre del grupo- Video
Electrónics Estándar Association (Asociación de estándar de vídeo electrónico).
Bus USB
El Universal Serial Bus (Bus Serie Universal), más conocido por sus
siglas USB, está diseñado para la conexión de dispositivos externos que no
necesitan un ancho de banda demasiado elevado.
La arquitectura del USB se ha definido ateniéndose a los siguientes
criterios:
• Facilidad de uso para añadir dispositivos
periféricos al PC
• Solución de bajo costo que soporta valores de
transferencia hasta 12Mbps
• Soporte válido para datos en tiempo real para voz,
audio y compresión de vídeo
• Flexibilidad del protocolo en el modo mixto de
transferencia isócrona
(garantiza el ancho de banda asignado a un periférico, lo que representa
una característica clave para las aplicaciones de audio, telefonía y videoconferencia)
y mensajería asíncrona *Ofrece una interfaz estándar de rápida difusión entre
productos para PC *Permite conectar al PC nuevos periféricos .
Fue originalmente concebido por un grupo de siete grandes compañías de
computación incluyendo a Intel, Microsoft, NEC e IBM. Es capaz de conectar a un
solo puerto hasta 127 periféricos externos, de naturaleza tan diversa como los
monitores, teclados, scanners, CD-ROM, módems y cámaras digitales. Combina las
mejores características de la interfaz SCSI con el estándar Plug and Play. Su
velocidad de transferencia de datos alcanza desde 1.5 Megabits por segundo
hasta 12 Mbps, mucho mayor que la de las actuales interfaces series (115.2
Kbps).
Todos los periféricos
conectados por medio de una interfaz USB son manejados por un controlador USB
incorporado en la propia tarjeta madre o en una tarjeta PCI. Este toma en sus
manos el control de los dispositivos, reduciendo la carga del procesador y
aumentando el rendimiento del sistema. El controlador se enlaza a un conector,
que proporciona la salida externa necesaria para incorporar los periféricos
deseados.
Bus de la PC/XT (ISA de 8 bits)
Este Bus fue introducido con la primera IBM PC en 1981 y estuvo basado
en el MultiBus, un Bus popular en los sistemas a microprocesadores de 8 bits.
El mismo fue utilizado en la PC original, la XT y la mayoría de los modelos de
PC compatibles basados en los procesadores 8088 y 8086 de Intel o compatibles.
Es bueno señalar que aunque Intel había fabricado el µP 8086(1978) con Bus
de datos de 16 bits, desarrolló el 8088(1979) el cual era una versión del
primero con Bus de datos de 8 bits que se adaptaba mejor a la gran cantidad de
periféricos de 8 bits que existían en esa época.
Bus ISA de 16 bits (PC AT)
En 1984 sale al mercado el IBM PC AT, cuya CPU era el 80286 de Intel.
Este µP era compatible en instrucciones al 8086/8088 de la PC/XT pero además
incluía el modo protegido de trabajo, lo que permitía una mejor administración
de la memoria , y a su vez sistemas operativos más sólidos . El 80286 consta de
16 líneas de datos y 24 de direcciones lo que le permitía direccionar 16MB de
memoria física y 1GB de memoria virtual.
De esta forma se hizo necesaria una ampliación del Bus, la cual se
diseño de manera que se mantuviera compatibilidad con el Bus de la PC (8 bits)
para poderse utilizar todo el hardware de expansión construido anteriormente.
Se añadió un segundo conector debajo del anterior con 2 filas de 18 pines cada
una, para un total de 36 señales adicionales numeradas de C1-C18 y D1-D18 de
forma análoga a los números del Bus de la PC.
BUS Periférico
Seleccionar el correcto Bus periférico es un elemento clave en el diseño
de la PC perfecta. Este canal de comunicación entre una computadora y sus
componentes juega un papel muy importante en el buen desempeño de la
computadora.
El Bus sencillo para dispositivos de almacenamiento es ATA/EIDE
(dispositivos electrónicos mejorados e integrados de unidad). Pueden correr
hasta cuatro dispositivos a una velocidad respetable y, desde finales de 1980,
la mayoría de los usuarios lo utilizan en las necesidades diarias de una
computadora. EIDE le permite añadir dos discos duros, unidades CD-ROM y
unidades para respaldo en cinta con muy poco trabajo. Casi todas las tarjetas
madres vienen con dos interfaces IDE integradas, por lo que el costo es casi
inexistente.
Buses isocrónicos
Desde aproximadamente principio de 1997 han ido apareciendo
especificaciones de nuevos Buses, que poco a poco se han ido añadiendo a la
configuración base de cualquier ordenador compatible PC. Básicamente se trata
de Buses que intentan mejorar tanto el rendimiento del ordenador y de los
periféricos que a él se conectan como facilitar al usuario la conexión y
configuración de dispositivos, ya que todos los nuevos Buses se basan en la
filosofía del estándar Plug and Play.
