Системная шина эвм

Системная шина — это основная интерфейсная система компьютера, обеспечивающая сопряжение и связь всех его устройств между собой.

Системная шина включает в себя:

• шину адреса (ША);

• шину данных (ШД);

• шину управления (ШУ).

Шины могут быть:

- синхронными, осуществляющими передачу данных только по тактовым импульсам,

- асинхронными, осуществляющими передачу данных в произвольные моменты времени.

Простейший вид системной шины

где МП – микропроцессор, ВУ – внешнее устройство

Системная шина обеспечивает три направления передачи информации:

• между микропроцессором и основной памятью;

• между микропроцессором и портами ввода-вывода внешних устройств;

• между основной памятью и портами ввода-вывода внешних устройств (в режиме прямого доступа к памяти).

Часто помимо шины общего назначения, позволяющей подключать большое число самых разнообразных устройств, в ПК применяются локальные шины, специализирующиеся на обслуживании небольшого количества устройств определенного класса, преимущественно видеосистем.

Шины могут использовать различные схемы арбитража, то есть способа совместного использования шины несколькими устройствами. Основными схемами арбитража являются:

• централизованная схема, при использовании которой передачей информации по системной шине управляет одно из подключённых устройств или специально выделенный для этого узел, называемый арбитром шины, и

• децентрализованная (распределенная) схема, в которой арбитр шины не используется.

Характеристики шины: разрядность, частота.

Разрядность или ширина шины — это количество битов, которое может быть передано по шине одноврЕменно.

Тактовая частота шины — это частота, с которой передаются последовательные биты информации по линиям связи.

Важнейшими функциональными характеристиками системной шины являются количество обслуживаемых ею устройств и ее пропускная способность, т.е. максимально возможная скорость передачи информации. Пропускная способность шины зависит от ее разрядности и тактовой частоты, на которой шина работает.

По способу передачи данных различают параллельную и последовательную шины. В параллельной шине данные передаются одноврЕменно по нескольким "проводникам". Следовательно, такое подключение устройств позволяет экономить линии шин данных и адреса, но требует от устройств, чтобы они могли, кроме перевода линий шин в высокое и низкое логические состояния, еще и отключаться от шины во избежание конфликтов. Направление передачи по параллельной шине определяется сигналами чтения и записи.

Недостаток такого способа передачи объясняется сложностями синхронизации обмена по параллельным шинам на высоких частотах. Если физические проводники, реализующие шину, будут иметь различие по длине, на высоких частотах это приведет к расхождению фронтов сигналов на разных проводниках, увеличению времени, необходимого для установления переходных процессов перед подачей сигналов записи или чтения и, тем самым, ограничению максимальной скорости передачи и быстродействия устройств.

Последовательные шины реализуются более простыми физическими средствами, но требуют более сложных устройств для передачи и приема, поскольку требуется преобразование информации из параллельной формы в последовательную и обратно. Последовательные шины более просты механически, более устойчивы к помехам и используются на высоких скоростях обмена.