Buses de Computadora: Estructura, Funcionalidad y Estándares de Conectividad

Los Buses del Microprocesador: Conectividad Esencial

Los buses del microprocesador son un conjunto de líneas eléctricas comunes que conectan todos los dispositivos y componentes de la computadora. Los circuitos observan las cargas en estas líneas para identificar los datos y responder cuando su número de identificación es transmitido, comenzando a transmitir o recibir datos en otro conjunto de cables. Este transporte es el medio por el cual viajan los datos y presenta las siguientes características:

Características Clave de los Buses

• Ancho de la ruta de datos: Es la cantidad de bits que puede transportar de manera simultánea.
• Velocidad del ciclo de reloj: Hace referencia a la cantidad de grupos de datos por segundo que se pueden enviar por la ruta de datos. A la velocidad elemental de la computadora usualmente se le llama velocidad del bus frontal (FSB).
• Ancho de banda: Es la combinación de las dos características anteriores, resultando en la cantidad de bits por segundo que pueden viajar a través del transporte.

Tipos de Buses por su Función Principal

Existen dos tipos principales de buses por su función:

• Bus de Datos: Es bidireccional, permitiendo que los datos fluyan hacia o desde la CPU.
• Bus de Control: Es utilizado para sincronizar las actividades y transacciones con los periféricos del sistema.

Clasificación de Buses por Modo de Transmisión

• Bus Unidireccional: Este tipo de bus se caracteriza porque la información que fluye a través de él lo hace en una sola dirección.
• Bus Bidireccional: Se caracteriza porque a través de él los datos pueden fluir en cualquiera de los dos sentidos.
• Bus Serie: La información puede fluir en uno o dos sentidos, pero la diferencia clave es que se transmite bit por bit, lo que lo hace más lento en comparación con el bus paralelo.
• Bus Paralelo: En este bus, toda la información se transmite a través de varios canales simultáneos, por lo que es más rápido que el bus serie.

Clasificación de Buses por Funcionalidad

• Buses Microprocesador-Memoria: Son propietarios, usualmente muy rápidos, con un número conocido de dispositivos y un desempeño optimizado.
• Buses E/S (Entrada/Salida): Son abiertos, más lentos y anchos, soportan un número desconocido de dispositivos y presentan desempeños muy desiguales.
• Buses Backplane: Integran el microprocesador, la memoria y los dispositivos de E/S en el mismo bus.

Buses Síncronos y Asíncronos

• Bus Síncrono: Las señales ocurren en un número entero de un ciclo de reloj denominado ciclo de bus, cuya frecuencia es propia del bus.
• Bus Asíncrono: No existe un reloj maestro; la duración de los mensajes es propia del dispositivo.

Buses para Conexión de Periféricos

EISA (Extended ISA)

Este bus es, tal y como indica su nombre (Enhanced Industry Standard Architecture), una extensión del primitivo bus ISA o AT.

VL-Bus (VESA Local Bus)

El VL-Bus es una expansión estandarizada del bus local, que funcionaba a 32 bits pero podía realizar operaciones de 16 bits.

PCI (Peripheral Component Interconnect)

Integra control propio de todo lo relacionado con él: DMA, interrupciones y direccionamiento de datos.

SCSI (Small Computer System Interface)

Se define como un subsistema de E/S inteligente, completo y bidireccional. Un solo adaptador host SCSI puede controlar hasta 7 dispositivos SCSI conectados a él.

Ventajas de SCSI:

1. Elimina cualquier limitación que el conjunto PC-BIOS pueda imponer a las unidades de disco.
2. El direccionamiento lógico elimina la sobrecarga que podría tener el host al manejar los aspectos físicos del dispositivo; el controlador SCSI se encarga de ello.

Configuraciones de SCSI:

1. Único iniciador/Único objetivo: Es la configuración más común. El iniciador es un adaptador en una ranura de un PC, y el objetivo es el controlador del disco duro.
2. Único iniciador/Múltiple objetivo: Menos común y raramente implementado. Es bastante similar al anterior, excepto que permite controlar diferentes tipos de dispositivos de E/S (ej. CD-ROM y un disco duro).
3. Múltiple iniciador/Múltiple objetivo: Mucho menos utilizado que los anteriores. Aprovecha a fondo las capacidades del bus.