BUS

Los Buses en las Microcomputadoras

Introducción

A veces nos preguntamos como es que ocurre el proceso de transferencia de información dentro de un ordenador, nos imaginamos todo lo que hace el CPU pero no lo podemos ver, damos una orden a la computadora y enseguida nos responde, todas esta serie de ordenes que van desde el microprocesador hacia distintos lugares de la Tarjeta Madre se realizan a través de un elemento que llamamos Bus. Partiendo de la premisa de que la microcomputadora utiliza el sistema numérico binario, es decir, 0 y 1, entonces los buses, en idioma coloquial, son algo como las calles o vías por donde viajan estos ceros y unos.

Conceptos de BUS

En el diseño de la computadora se utiliza el concepto de “Bus” que consiste en un grupo de líneas por la cuales se trasfiere información de cualquier dispositivo a otro (CPU a memorias ó dispositivos de entrada/salida y viceversa) del sistema de la computadora. La transferencia se debe realizar siempre 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 propósito de los buses es reducir el número de rutas necesarias para la comunicación entre los distintos componentes, al realizar las comunicaciones a través de un solo canal de datos. Ésta es la razón por la que, a veces, se utiliza la metáfora "autopista de datos".

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.
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.

Los Buses Principales

Por lo general, dentro de un equipo, se distinguen dos buses principales:
• El bus interno o sistema (que también se conoce como bus frontal o FSB). El bus interno permite al procesador comunicarse con la memoria central del sistema (la memoria RAM).
• El bus de expansión (llamado algunas veces bus de entrada/salida) permite a diversos componentes de la placa madre (USB, puerto serial o paralelo, tarjetas insertadas en conectores PCI, discos duros, unidades de CD-ROM y CD-RW, etc.) comunicarse entre sí. Sin embargo, permite principalmente agregar nuevos dispositivos por medio de las ranuras de expansión que están a su vez conectadas al bus de entrada/salida.
En realidad, cada bus se halla generalmente constituido por entre 50 y 100 líneas físicas distintas que se dividen a su vez en tres subconjuntos:
• El bus de direcciones, (también conocido como bus de memoria) transporta las direcciones de memoria a la que el procesador desea acceder, para leer o escribir datos. Se trata de un bus unidireccional.
• El bus de datos transfiere tanto las instrucciones y datos que provienen del procesador como las que se dirigen hacia él. Se trata de un bus bidireccional. En las arquitecturas de ordenadores personales, el procesador (CPU), que es el que controla y procesa todas las operaciones, debe comunicarse con el resto de dispositivos (y algunos entre ellos también) para poder recibir la información, transmitirla procesada, así como mandar órdenes a otros dispositivos. Por ese motivo está conectado al chip Northbridge (Puente Norte) mediante un bus de datos fundamental: el FSB.

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Esquema Bus de Datos

• El bus de control (en ocasiones denominado bus de comando) transporta las órdenes y las señales de sincronización que provienen de la unidad de control y viajan hacia los distintos componentes de hardware. Se trata de un bus bidireccional en la medida en que también transmite señales de respuesta del hardware.

El Conjunto de Chipset

El conjunto de chips es el componente que envía datos entre los distintos buses del equipo para que todos los componentes que forman el equipo puedan a su vez comunicarse entre sí. Originalmente, el conjunto de chips estaba compuesto por un gran número de chips electrónicos (de allí su nombre). Por lo general, presenta dos componentes:
• El Puente Norte (que también se conoce como controlador de memoria, se encarga de controlar las transferencias entre el procesador y la memoria RAM. Se encuentra ubicado físicamente cerca del procesador. También se lo conoce como GMCH que significa Concentrador de controladores gráficos y de memoria.
• El Puente Sur (también denominado controlador de entrada/salida o controlador de expansión) administra las comunicaciones entre los distintos dispositivos periféricos de entrada-salida. También se lo conoce como ICH (Concentrador controlador de E/S).
Por lo general, se utiliza el término puente para designar un componente de interconexión entre dos buses. Es interesante tener en cuenta que para que dos buses se comuniquen entre si, deben poseer el mismo ancho. Esto explica por qué los módulos de memoria RAM a veces deben instalarse en pares (por ejemplo, los primeros chips Pentium que tenían buses de procesador de 64 bits, necesitaban dos módulos de memoria con un ancho de 32 bits cada uno).