Republica Bolivariana de Venezuela Universidad Alonso de Ojeda Facultad de Ingeniería Escuela de Computación Ing. Prof. Leonel Sequera Entrada y Salidas de Buses

Una computadora está constituida por un conjunto de unidades o módulos de 3 tipos elementales (CPU, memoria y E/S) que se comunican entre sí. Los conjuntos de líneas que conectan los diversos módulos se denomina estructura de interconexión. El diseño de la estructura depende de los intercambios que se deban producir. Estructuras de interconexión Memoria: está constituido por palabras de la misma longitud, cada una de ellas con una única dirección numérica. Módulo de E/S: funcionalmente es similar a la memoria. Hay dos tipos de operaciones (lectura y escritura), puede controlar más de un dispositivo externo. CPU: lee instrucciones y datos, escribe datos una vez que los ha procesado, y utiliza ciertas señales para controlar el funcionamiento del sistema.

La estructura de interconexión debe dar cobertura a los siguientes tipos de transferencias: Memoria – CPU: el CPU lee una instrucción o dato desde la memoria. CPU – Memoria: el CPU escribe un dato en la memoria. E/S – CPU: el CPU lee datos de un dispositivo de E/S a través de un módulo de E/S. CPU - E/S: el CPU envío datos al dispositivo de E/S. Memoria - E/S y viceversa: se utiliza el acceso directo a memoria (DMA), no se pasa a través del CPU. Tipos de Transferencias

 El acceso directo de memoria permite a cierto tipo de componentes de una computadora acceder a la memoria del sistema para leer o escribir independientemente de la unidad central de procesamiento (CPU). Muchos sistemas hardware utilizan DMA, incluyendo controladores de unidades de disco, tarjetas gráficas y tarjetas de sonido. DMA es una característica esencial en todos los ordenadores modernos, ya que permite a dispositivos de diferentes velocidades comunicarse sin someter a la CPU a una carga masiva de interrupciones. DMA  Una transferencia DMA consiste principalmente en copiar un bloque de memoria de un dispositivo a otro. En lugar de que la CPU inicie la transferencia, la transferencia se lleva a cabo por el controlador DMA. Un ejemplo típico es mover un bloque de memoria desde una memoria externa a una interna más rápida. Tal operación no ocupa al procesador y como resultado éste puede ser planificado para efectuar otras tareas. Las transferencias DMA son esenciales para aumentar el rendimiento de aplicaciones que requieran muchos recursos.

Módulos de la Computadora

 Bus: es un conjunto de líneas de señal que enlaza el CPU, la memoria y los periféricos de E/S, permitiendo la transferencia de información entre ellos.  Está compuesto por varias líneas donde cada línea es capaz de transmitir señales binarias “1” o “0”  El bus principal es el “Bus del sistema” que conecta el CPU con la memoria y con los módulos de E/S.  Operaciones en un bus: lectura/escritura (dato/bloque). Interconexión con buses

Líneas/bus de datos: información a leer o a escribir. Es el camino para transferir datos entre el resto de componentes de un computador. Su anchura (número de líneas eléctricas) suele ser una potencia de dos (8=2^3, 16=2^4, 32=2^5, 64=2^6). Líneas/bus de direcciones: designan la posición/dirección de los datos de la memoria o de los puertos de E/S. Son salidas de la CPU/procesador y determinan capacidad de direccionamiento. Líneas/bus de control: controlan el acceso y uso de las líneas/buses anteriores.  Operaciones a realizar: lectura, escritura…  Control de transferencia: protocolo y temporización.  Arbitraje: determina qué dispositivo utiliza el bus (CPU, DMA, dispositivos E/S) en caso de conflicto. Estructura de bus

Términos básicos

 Las prestaciones de un bus van disminuyendo a medida que se van conectando un mayor número de dispositivos.  Para optimizar el rendimiento de un bus se utilizan los buses organizados jerárquicamente, es por ello que tenemos:  Bus de arquitectura tradicional  Bus de altas prestaciones. Jerarquía de Buses

Tradicional

High-Performance

Niveles de especificación

Elementos de diseño del Bus

Opciones del Bus

Temporización síncrona

Temporización asíncrona

CENTRALIZADO DISTRIBUIDO Arbitraje

Bus PCI

Transferencia de Datos