Mikroprozessor-Bussysteme: Typen und Funktionen

Der Mikroprozessor-Bus

Ein Mikroprozessor-Bus ist ein gemeinsames Paket von Stromleitungen, das alle Geräte und Computerkomponenten verbindet. Die Stromkreisbelastung in diesen Leitungen wird beobachtet, um die Daten zu identifizieren und darauf zu reagieren, wenn ihre ID übertragen wird. Sie beginnen dann mit der Übertragung oder dem Empfang von Daten in einem anderen Satz von Kabeln. Dieser Transport ist das Mittel, durch das Daten übertragen werden, und kann die folgenden Merkmale aufweisen:

• Breite des Datenwegs: Die Anzahl der Bits, die gleichzeitig übertragen werden können.
• Taktgeschwindigkeit: Die Anzahl der Datengruppen, die pro Sekunde über den Datenpfad gesendet werden können. Die Grundgeschwindigkeit des Computers wird normalerweise als Transportgeschwindigkeit bezeichnet.
• Bandbreite: Die Kombination aus Datenwegbreite und Taktgeschwindigkeit, die die Anzahl der Bits pro Sekunde angibt, die übertragen werden können.

Arten von Bussen

Es gibt drei Haupttypen von Bussen:

• Datenbus: Bidirektional, da Daten in die oder aus der CPU fließen können.
• Steuerbus: Wird verwendet, um die Aktivitäten und Vorgänge mit Systemperipheriegeräten zu synchronisieren.
• Adressbus: Gibt die Speicheradresse an, auf die die CPU zugreifen möchte.

Sortiert nach Art der Informationsübermittlung

• Unidirektionaler Bus: Informationen fließen nur in eine Richtung.
• Bidirektionaler Bus: Daten können in beide Richtungen fließen.
• Serieller Bus: Informationen fließen in eine oder zwei Richtungen, aber Bit für Bit. Er ist im Vergleich zum parallelen Bus langsamer.
• Paralleler Bus: Alle Informationen werden gleichzeitig über mehrere Kanäle gesendet, was ihn schneller als den seriellen Bus macht.

Funktionalität

• Mikroprozessor-Speicher-Bus: In der Regel sehr schnell, mit einer begrenzten Anzahl von Geräten und begrenzter Leistung.
• E/A-Bus: Offen, langsam und breit, unterstützt eine unbekannte Anzahl von Geräten mit sehr unterschiedlichen Entwicklungen.
• Backplane-Bus: Mikroprozessoren, Speicherbausteine und E/A befinden sich auf demselben Bus.
• Synchroner Bus: Signale kommen in einer ganzen Reihe von einem Taktzyklus, der als Buszyklus bezeichnet wird und dessen Frequenz die Buscharakteristik ist.
• Asynchroner Bus: Es gibt keinen Mastertakt. Die Länge der Einträge ist charakteristisch für das Gerät.

Typen von Bussen für den Anschluss von Peripheriegeräten

EISA (Extended ISA)

Dieser Bus ist, wie der Name schon sagt (Enhanced Industry Standard Architecture), eine Erweiterung des ursprünglichen ISA- oder AT-Busses.

VL - VESA Local Bus

Der VL-Bus ist eine Erweiterung des lokalen Busses. Er arbeitet mit 32 Bit, kann aber auch 16-Bit-Operationen durchführen.

PCI (Peripheral Components Interconnect)

PCI integriert die Steuerung aller mit ihm verbundenen Komponenten: DMA, Interrupts, Adressierung und Daten.

SCSI (Small Computer System Interface)

SCSI kann als intelligentes, bidirektionales E/A-Subsystem definiert werden. Ein einziger SCSI-Hostadapter kann bis zu sieben SCSI-Geräte mit ihm verbinden.

Vorteile von SCSI:

1. Beseitigt alle Einschränkungen, die ein PC-BIOS für Laufwerke auferlegen kann.
2. Die logische Adressierung erspart dem Host die Mühe, sich um die physischen Aspekte des Geräts zu kümmern, da dies vom SCSI-Controller übernommen wird.

SCSI kann auf drei verschiedene Arten konfiguriert werden:

1. Single Initiator/Single Target: Der häufigste Fall. Der Initiator ist ein Adapter in einem Steckplatz eines PCs und das Ziel ist der Festplattencontroller.
2. Single Initiator/Multiple Target: Weniger häufig und selten implementiert. Ähnlich wie der vorherige Fall, außer dass verschiedene Arten von E/A-Geräten (CD-ROM und Festplatte) gesteuert werden.
3. Multiple Initiator/Multiple Target: Viel seltener als der vorherige Fall. Nutzt die Möglichkeiten des Busses voll aus.