Bus nào được sử dụng để cpu liên lạc với các thiết bị ngoại vi?

Khi đề cập tới máy tính, chúng ta hay nói đến bus (Bus 800, bus 1333..) chúng cũng được gọi là bus địa chỉ, bus dữ liệu, hoặc bus cục bộ vậy bus là gì ?

Hiểu đơn giản Bus là cách kết nối dữ liệu (giao tiếp) giữa hai hoặc nhiều thiết bị kết nối với máy tính. Ví dụ, Kết nối giữa bộ xử lý máy tính với bộ nhớ hoặc một card màn hình để giao tiếp với bộ nhớ.
Mục đích của Bus là giảm số lượng “con đường” cần thiết cho việc liên lạc giữa các thành phần bằng cách thực hiện tất cả các truyền thông qua một kênh dữ liệu. Đây là lý do tại sao ẩn dụ của một “xa lộ dữ liệu” đôi khi được sử dụng.

Nếu chỉ có hai thành phần phần cứng giao tiếp qua đường dây, nó được gọi là một cổng phần cứng (như một cổng nối tiếp / cổng nối tiếp 415-cổng-song song-cổng song song).

Một BUS được đặc trưng bởi số lượng thông tin có thể được truyền đi cùng một lúc. Số lượng này, thể hiện bằng các bit, tương ứng với số lượng đường vật lý mà dữ liệu được gửi cùng một lúc. Một dây ribbon 32 dây có thể truyền 32 bit song song. Thuật ngữ “chiều rộng” được sử dụng để chỉ số bit mà một bus có thể truyền cùng một lúc.

Ngoài ra, tốc độ bus cũng được xác định bởi tần số của nó (thể hiện bằng Hertz), số lượng các gói dữ liệu được gửi hoặc nhận mỗi giây. Mỗi lần dữ liệu được gửi hoặc nhận được gọi là chu kỳ.

Bằng cách này, bạn có thể tìm thấy tốc độ truyền tối đa của bus, số lượng dữ liệu mà nó có thể vận chuyển trên một đơn vị thời gian, bằng cách nhân chiều rộng của nó theo tần số của nó. Một bus với chiều rộng 16 bit và tần số 133 MHz, do đó, có tốc độ truyền bằng:

16 * 133.106 = 2128*106 bit/s, or 2128*106/8 = 266*106 bytes/s or 266*106 /1000 = 266*103 KB/s or 259.7*103 /1000 = 266 MB/s

Trên thực tế, mỗi Bus thường có từ 50 đến 100 đường vật lý riêng biệt, được chia thành ba tiểu phân:

1. Bus địa chỉ (đôi khi được gọi là bus nhớ) vận chuyển các địa chỉ bộ nhớ mà bộ xử lý muốn truy cập để đọc hoặc ghi dữ liệu. Nó là bus 1 chiều.
2. Bus liệu chuyển hướng dẫn đến hoặc đi đến bộ vi xử lý. Đó là một bus hai chiều.
3. Bus điều khiển (hoặc Bus lệnh) vận chuyển các đơn đặt hàng và các tín hiệu đồng bộ từ bộ điều khiển và đi đến tất cả các thành phần phần cứng khác. Đây là một bus hai chiều, vì nó cũng truyền các tín hiệu phản hồi từ phần cứng.

Thường có hai xe buýt trong một máy tính:

1. Bus nội bộ (đôi khi được gọi là bus địa phương, hoặc FSB ngắn). Bus nội bộ cho phép bộ xử lý giao tiếp với bộ nhớ trung tâm của hệ thống, Ram, CPU..
2. Bus mở rộng (đôi khi được gọi là bus đầu vào / đầu ra) cho phép các thành phần bo mạch chủ khác nhau (USB, serial, và [content / 415-port-port-and-parallel-port parallel ports]), thẻ chèn vào các kết nối PCI, ổ đĩa cứng, đĩa CD -ROM và ổ CD-RW, vv) để giao tiếp với nhau. Tuy nhiên, nó chủ yếu được sử dụng để thêm các thiết bị mới bằng cách sử dụng những khe cắm mở rộng kết nối với đầu vào / outpur Bus.

Ngày nay, nhiều Bus được liệt kê ở trên không còn được sử dụng nữa hoặc không phổ biến. Dưới đây là danh sách của hầu hết các Bus và cách chúng được sử dụng với máy tính.

• eSATA và SATA – Ổ đĩa máy tính và ổ đĩa.
• PCIe – Thẻ mở rộng máy tính và thẻ video.
• USB – Thiết bị ngoại vi máy tính.

Tên gọi	Độ rộng Bus	Tốc độ Bus (MHz)	Băng thông BUS (MB/sec)
ISA 8-bit	8	8.3	7.9
ISA 16-bit	16	8.3	15.9
EISA	32	8.3	31.8
VLB	32	33	127.2
PCI 32-bit	32	33	127.2
PCI 64-bit 2.1	64	66	508.6
AGP	32	66	254.3
AGP (x2 Mode)	32	66×2	528
AGP (x4 Mode)	32	66×4	1056
AGP (x8 Mode)	32	66×8	2112
ATA33	16	33	33
ATA100	16	50	100
ATA133	16	66	133
Serial ATA (S-ATA)	1		180
Serial ATA II (S-ATA2)	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

Một bus là một đường dẫn chung từ bên này sang bên kia mà dữ liệu có thể di chuyển trong phạm vi máy tính. Đường dẫn này được sử dụng cho liên lạc và cứ thế được thiết lặp giữa hai hay nhiều yếu tố máy tính.

PC có hệ thống cấp bậc những bus khác nhau. Phần lớn PC hiện đại có ít nhất ba bus: một số có bốn bus hay nhiều hơn. Chúng được sắp xếp theo thứ bậc bởi vì mỗi bus chậm được kết nối với bus nhanh hơn trên nó. Mỗi thiết bị trong hệ thống được kết nối tới một trong những bus và một số thiết bị (trước tiên là chipset) hoạt động như những cây cầu giữa những bus đa dạng.

Những bus chính trong hệ thống hiện đại như sau:

Bus bộ xử lý 

Cũng được gọi là front-side bus (FSB), đây là bus tốc độ nhanh nhất trong hệ thống, ở tại nhân của chipset và bo mạch chủ. Bus này được sử dụng trước tiên bởi bộ xử lý để chuyển thông tin qua lại bộ nhớ đệm hay bộ nhớ chính và North Bridge của chipset. Nói chung đây là Bus nhanh nhất trong hệ thống, tốc độ và dung lượng tùy thuộc sự kết hợp bộ xử lý và chipset cụ thể.

Bus AGP 

Đây là bus 32 bit được thiết kế riêng biệt cho card video. Nó chạy ở 66MHz (AGP lx), 133MHz (AGP 2x). 266MHz (AGP 4x) hay 533MHz (AGP 8x) cho phép băng thông lên tới 2133MBps. Nó được kết nối đến North Bridge hoặc trung tâm điều khiển bộ nhớ của chipset và được biểu thị như Slot AGP đơn trong hệ thống hỗ trợ nó. Những hệ thống mới hơn đang thực hiện những Slot AGP dạng PCI Express.

PCI-Express

Bus PCI-Express là sự phát triển thế hệ thứ ba của bus PCI bắt đầu xuất hiện vào giữa năm 2004. PCI Express là bus chuyển (thông tin/lệnh) bảng tín hiệu riêng biệt được tạo ra bởi North Bridge hoặc South Bridge. Tốc độ PCI Express được thể hiện trong những giới hạn của đường. Mỗi đường hai chiều hai hướng cung cấp tốc độ truyền 2.5Gbps hay 5Gbps ở mỗi hướng (tốc độ có hiệu quả 250MBps hay 500MBps). Những card video PCI-Express thường dùng Slot xlo, cung cấp 4,000MBps hay 8,000MBps mỗi hướng.

Bus PCI 

Đây thường là bus 32 bít 33MHz được tìm thấy hầu như trong tất cả hệ thống CPU Intel 486. Một số hệ thống mới hơn bao gồm phiên bản tùy chọn 64 bit 66MHz (ở phần lớn hệ thống workstation hay lớp server). Bus này được phát sinh bởi chipset North Bridge trong những chipset North/South Bridge hoặc Trung tâm điều khiển I/O trong chipset dùng kiến trúc trung tâm. Bus được biểu thị trong hệ thống như một sự sưu tầm của những Slot 32 bit, thông thường có màu trắng và số lượng từ bốn đến sáu trên phần lớn các bo mạch chủ. Những thiết bị ngoại vi tốc độ cao, như là thiết bị tiếp hợp SCSI, card mạng, card video và nhiều thiết bị khác, có thể cắm thẳng vào Slot PCI bus, PCI-X và PCI-Express là những phát triển nhanh hơn của bus PCI.

Bus ISA 

Đây là bus 16 bit 8MHz đã không xuất hiện ở những hệ thống hiện nay sau khi có mặt đầu tiên ở PC trong dạng 8 bít, 5MHz và năm 1984 IBM AT trong dạng 16 bit 8MHz. Nó là bus có tốc độ cực chậm, nhưng lại lý tưởng cho những thiết bị ngoại vi tốc độ chậm hay cũ hơn. Nó được sử dụng trong quá khứ cho những bộ biến điệu dạng cắm, card âm thanh và đa dạng những thiết bị ngoại vi tốc độ chậm khác. Bus ISA được tạo ra bởi phần South Bridge của chipset bo mạch chủ, hoạt động như bộ điều khiển bus ISA và giao diện giữa bus ISA với bus PCI nhanh hơn ở trên nó. Chip Super I/O thường được kết nối đến bus ISA trong hệ thống có Slot ISA.

Một số bo mạch chủ có tính năng đầu nối đặc biệt được gọi là card đứng điều biến nghe AMR (AMR: Audio Modem Riser) hoặc card đứng mạng và truyền thông CNR (CNR: Communications and Networking Riser). Những đầu nối đặc dụng này cho những card được cụ thể với thiết kế bo mạch chủ cho những tùy chọn mạng và truyền thông. Chúng không được thiết kế để trở thành những giao diện bus đa năng, một số ít card của những đầu nối này được chào bán ngoài thị trường. Thông thường, chúng chi được chào bán như một tùy chọn với bo mạch chủ có sẵn. Chúng được thiết kế sao cho nhà sản xuất bo mạch chủ dễ dàng chào bán bo mạch chủ của họ dưới sản phẩm có hoặc không có những lựa chọn truyền thông, không có dự trữ khoảng trống trên bo mạch chủ cho những chip tùy chọn. Những tùy chọn bộ điều biến (modem) và mạng (network) bình thường được chào bán rộng rãi, cho phần lớn linh kiện, vẫn được dựa trên dạng PCI bởi vì kết nối AMR/CNR là cái mà bo mạch chủ định rõ.

Vài bus được che giấu tồn tại trên những bo mạch chủ hiện đại những bus không hiển thị dưới dạng đầu nối hay Slot. Tôi đang nói về những bus được thiết kế để tiếp xúc những thành phần chipset, như là Giao diện trung tâm (Hub Interface) và bus LPC. Giao diện trung tâm là bus 8 bit quad-clocked (4x) 66MHz mang dữ liệu giữa MCH và ICH trong những chipset kiến trúc trung tâm được sản xuất bởi Intel. Nó hoạt động ở băng thông 266MBps, được thiết kế như một kết nối thành phần chipset nhanh hơn PCI và dùng tín hiệu ít hơn cho thiết kế chi phí thấp hơn. Một số chipset Workstation/máy chủ hiện thời và những chipset máy tính để bàn dãy 9xx mới nhất của Intel sử dụng phiên bản nhanh hơn của giao diện trung tâm. Phần lớn chipset hiện nay của các nhà kinh doanh bên thứ ba chủ yếu cũng tránh bus PCI với những kết nối tốc độ cao trực tiếp giữa các thành phần chipset.

Kiểu cách tương tự, bus LPC là bus 4 bít có băng thông tối đa 16.67MBps; nó được thiết kế như một sự thay thế kinh tế tích hợp trên bo mạch chủ cho bus ISA. Trong hệ thống sử dụng LPC, nó được dùng đặc thù để kết nối chip Super I/O hoặc những thành phần ROM BIOS bo mạch chủ đến chipset chính. LPC nhanh hơn ISA và còn dùng ít chân hơn, cho phép ISA bị loại trừ khỏi bo mạch chủ hoàn toàn.

Chipset hệ thống là chipset điều khiển tổ chức thành phần hệ thống, cho phép mỗi thành phần có hoạt động riêng trên những bus tương ứng của nó.