BUS máy tính

BUS máy tính • System Bus (bus h th ng) - n i k t t b x lý ệ ố ố ế ừ ộ ử đ n b nh chính, b đ m c p 2 (cache level 2) ế ộ ớ ộ ệ ấ – bus chính (main bus), bus b x lý (processor ộ ử bus) ho c bus c c b (local bus ặ ụ ộ • I/O Bus (bus ngo i vi) - n i k t thi t b ngo i vi ạ ố ế ế ị ạ v i b x lý thông qua c u chipset. - bus m ớ ộ ử ầ ở r ng (expansion bus), bus ngo i vi (external bus) ộ ạ và bus ch (host bus). ủ • Trong ki n trúc Dual Independent Bus ế (DIB - hai tuy n bus đ c l p), bus h ế ộ ậ ệ th ng dùng chung đ c tách thành:ố ượ - Frontside Bus (FSB - tuy n bus ế tr c)ướ -Backside Bus (BSB - tuy n bus sau ế Thi t b ch và tế ị ủ ớ • Nhi u thi t b n i ghép và trao đ i thông tin v i nhau ề ế ị ố ổ ớ qua các bus đi u khi n, bus đ a ch và bus d li u. ề ể ị ỉ ữ ệ • Khi m t thi t b mu n trao đ i thông tin v i thi t b khác, ộ ế ị ố ổ ớ ế ị đ u tiên nó c n ph i chuy n đ a ch đ phân bi t thi t ầ ầ ả ể ị ỉ ể ệ ế b b i vì m i thi t b bao gi cũng có m t đ a ch duy ị ở ỗ ế ị ờ ộ ị ỉ nh t. Đ ng th i nó cũng g i đi m t tín hi u ghi ho c đ c ấ ồ ờ ử ộ ệ ặ ọ đ xác đ nh hành đ ng. ể ị ộ • Thi t bế ị ch (master)ủ là thi t b kh i đ u và đi u khi n ế ị ở ầ ề ể vi c trao đ i thông tin còn thi t b đáp l i g i là ệ ổ ế ị ạ ọ thi t b ế ị t (slave)ớ . các máy tính 80x86, CPU là ví d v thi t Ở ụ ề ế b ch , còn b nh , đĩa... là các thi t b t .ị ủ ộ ớ ổ ế ị ớ • Phân ph i BUS:ố N u có nhi u thi t b ch có yêu c u s ế ề ế ị ủ ầ ử d ng bus thì bus ph i đ c phân ph i theo m t ụ ả ượ ố ộ trình t nh t đ nh, b i vì không có bus nào ph c ự ấ ị ở ụ v hai thi t b ch cùng m t lúc. ụ ế ị ủ ộ • Giao th c bus (bus protocol)ứ Đ ph i h p ho t đ ng gi a các b ph n ể ố ợ ạ ộ ữ ộ ậ khác nhau c a h th ng, các bus ph i tuân theo ủ ệ ố ả m t lo t các tiêu chu n v tín hi u và đ nh th i. ộ ạ ẩ ề ệ ị ờ Thu t ng ậ ữ Giao th c bus ứ mu n đ c p t i các ố ề ậ ớ tiêu chu n này. Có hai giao th c bus chính là: ẩ ứ đ ng b và không đ ng b .ồ ộ ồ ộ D i thông c a bus (bus ả ủ bandwidth) • T c đ mà bus có th truy n d li u t thi t b ch t i thi t b t ố ộ ể ề ữ ệ ừ ế ị ủ ớ ế ị ớ g i là ọ d i thông ả hay đ r ng d i ộ ộ ả c a bus (bandwidth) ho c ủ ặ năng su t truy n ấ ề c a bus (throughput). Đ n v đo là Mb/sec. ủ ơ ị • D i thông ph thu c vào t c đ , đ r ng và giao th c c a bus. T n ả ụ ộ ố ộ ộ ộ ứ ủ ầ s đ ng h càng cao thì d i thông càng l n. ố ồ ồ ả ớ • các b vi x lý 386 tr v tr c, năng su t truy n c a bus th p Ở ộ ử ở ề ướ ấ ề ủ ấ do b vi x lý m i chu trình nh ch chuy n d li u d ng t vào ộ ử ở ỗ ớ ỉ ể ữ ệ ạ ừ b nh . Đ i v i 486 và pentium, vi c chuy n d li u ch đ kh i ộ ớ ố ớ ệ ể ữ ệ ở ế ộ ố cho d i thông l n h n nhi u nh chuy n d li u d ng 4 t 32 bit ả ớ ơ ề ờ ể ữ ệ ạ ừ ch trong 5 nh p đ ng h so v i bình th ng là 8 nh p. ỉ ị ồ ồ ớ ườ ị • M t gi i pháp khác đ nâng cao d i thông c a bus là tăng đ r ng ộ ả ể ả ủ ộ ộ bus d li u. V i m c đích này, Intel Pentium s d ng bus d li u ữ ệ ớ ụ ử ụ ữ ệ ngoài 64 bit. Đ ng truy n tin n i ti p có d i thông nh nh t, trái l i ườ ề ố ế ả ỏ ấ ạ bus d li u 64 bit có d i thông l n nh t.ữ ệ ả ớ ấ Bus ISA  Gi i thi u:ớ ệ  Bus ISA (Industrial Standard Architecture): đ c xây ượ d ng cho máy tính IBM – AT (bus AT), có ngu n g c ự ồ ố t bus XT c a máy PC-8088 năm 1981, có 62 chân.ừ ủ  Năm 1984 b VXL 80286 ra đ i, bus ISA đ c b ộ ờ ượ ổ xung thêm 36 chân đ ph i h p làm vi c v i bus d ể ố ợ ệ ớ ữ li u 16 bit và đ a ch 24 bit.ệ ị ỉ Bus ISA • Bus ISA dùng giao ti p 16bit, xung 8MHz ế (m c xung chu n c a b x lý) và đ t t c ứ ẩ ủ ộ ử ạ ố đ truy n d li u trên lý thuy t là ộ ề ữ ệ ế 16MBps. T c đ th c t b gi m đi m t ố ộ ự ế ị ả ộ n a (còn 8MBps) vì c n dành 1 đ ng ử ầ ườ bus cho đ a ch và m t đ ng bus khác ị ỉ ộ ườ cho d li u 16bit. ữ ệ  Các chân ch y u c a khe c m ISAủ ế ủ ắ  A0-A19 (SA0-SA19): các chân đ a ch c a h th ngị ỉ ủ ệ ố  AEN (Address Enable): ANE = 1 thì DMA đi u khi n bus. ề ể ANE = 0 thì CPU đi u khi n bus.ề ể  ALE (Address Latch Enable): cho phép ch t đ a ch .ố ị ỉ  CLK (Clock): đ ng h là t n s đ đ ng b thao tác ghi, đ c ồ ồ ầ ố ể ồ ộ ọ b nh và IO.ộ ớ  DO-D7 là bus d li u 8 bit 2 chi uữ ệ ề  DRQ1, DRQ2, DRQ3, DACK1, DACK2, DACK3: Là các tín hi u yêu c u và báo nh n DMA.ệ ầ ậ  IOCHCHK (I/O Channel Check).  IOR, IOW ( IO Read, IO write)  IRQ3-IRQ7, IRQ9 (Interrupt Request)  OSC (Oscillator): Chân t o tín hi u dao đ ng.ạ ệ ộ  REFRESH:  SMEMR, SMEMW (Memory Read, Memory Write)  M t s h n ch c a bus ISA:ố ố ạ ế ủ  Đ ng d li u b h n ch 16 bitườ ữ ệ ị ạ ế ở  Bus đ a ch 24 bit gi i h n kh năng truy nh p b ị ỉ ớ ạ ả ậ ộ nh c c đ i qua khe c m m r ng 16Mb.ớ ự ạ ắ ở ộ  T n s làm vi c c a khe c m m r ng b gi i h n 8 ầ ố ệ ủ ắ ở ộ ị ớ ạ MHz.  Do ng t kích ho t b ng s n xúc phát nên không ắ ạ ằ ườ làm vi c đ c v i h th ng có t n s cao.ệ ượ ớ ệ ố ầ ố  Vi c c m thêm card đòi h i ph i thay đ i các ệ ắ ỏ ả ổ chuy n m ch DIP và chân c m r t ph c t p.ể ạ ắ ấ ứ ạ  Gi i h n làm vi c c a DMA 16 bit nên tăng gánh ớ ạ ệ ủ n ng cho CPUặ Các chu n Bus thay th ISAẩ ế • Ki n trúc vi kênh: Micro Channel ế Architecture (MCA). • ISA m r ng: Extended ISA (EISA)ở ộ • Bus c c bụ ộ • …. PCI • Có kh năng C m và Ch y (Plug and Play – ả ắ ạ PnP. • PCI n i vào bus h th ng qua m t m ch "c u" ố ệ ố ộ ạ ầ đ c bi t nên có t n s đ ng b c đ nh và không ặ ệ ầ ố ồ ộ ố ị l thu c vào t c đ xung b x lý ệ ộ ố ộ ộ ử • T c đ : 66MHz (phiên b n PCI 2.1), băng thông ố ộ ả lý thuy t (đ t 266MBps); nhanh g p 33 l n bus ế ạ ấ ầ ISA. Cho phép thi t l p chuy n đ i bus 32bit ế ậ ể ổ ho c 64bit linh ho t nên ch p nh n c card 32bit ặ ạ ấ ậ ả l n 64bit. Vi c hi n th c 64bit lên bus t c đ ẫ ệ ệ ự ố ộ 66MHz vào năm 99 đã nâng băng thông lý thuy t ế lên 524MBps Accelerated Graphic Port (AGP) • AGP hi n có ba phiên b n: 1.0 (t ng ng AGP 1X, ệ ả ươ ứ 2X), 2.0 (AGP 1X, 2X, 4X) và 3.0 (AGP 4X, 8X). • AGP 3.0 : o Truy xu t tr c ti p đ n b nh h th ngấ ự ế ế ộ ớ ệ ố o S d ng tín hi u m i có đi n áp th p và ít b c ử ụ ệ ớ ệ ấ ướ chuy n đ i.ể ổ o S d ng c ch đ a ch c nh (Side band addressing) ử ụ ơ ế ị ỉ ạ đ nâng hi u qu bus d li u.ể ệ ả ữ ệ o Phân chia m c năng l ng đ t i u ch t l ng tín ứ ượ ể ố ư ấ ượ hi u.ệ o B đ o bus đ ng (dynamic bus invertor) gi m nhi u.ộ ả ộ ả ễ o V n hành v i ch đ đ ng th i cho phép truy n t t d ậ ớ ế ộ ẳ ờ ề ố ữ li u d ng video, âm thanh liên t c.ệ ạ ụ PCI-X • PCI-X tăng g p đôi t c đ c a PCI, h tr ấ ố ộ ủ ỗ ợ m t khe 64bit t n s 133MHz (đ t băng ộ ầ ố ạ thông 1GBps). (PCI ch y t n s 33MHz và ch có m t khe ạ ầ ố ỉ ộ t n s 66MHz )ầ ố PCI Express • PCI Express Architecture đ c thi t k ượ ế ế linh ho t, có th m r ng, t c đ cao, c ạ ể ở ộ ố ộ ơ ch n i ti p, đi m-đi m, cho phép Hot ế ố ế ể ể PnP • T ng thích đ c v i ph n m m dành ươ ượ ớ ầ ề cho PCI. PCI Express không ch thay th ỉ ế PCI và PCI-X mà còn thay th c AGP.ế ả