Chương V Liên kết các thành phần chức năn g bus
1. Khái niệm BUS trong máy tính
Để tạo thành một máy tính, các thành phần (các khối) chức năng của máy tính phải được kết nối với nhau. Cách thức kết nối và trao đổi dữ liệu của các thành phần ảnh hưởng lớn đến hiệu quả của hệ thống.
Việc liên kết các thành phần (các khối) chức năng được thực hiện nhờ
một hệ thống BUS. BUS là các đường dẫn liên kết các khối chức năng trong
hệ thống máy tính. Một trong những đặc điểm chính của BUS là dùng chung môi trường truyền dẫn. Các loại dữ liệu và lệnh trong máy tính đều được biểu diễn thông qua tổ hợp các dãy số nhị phân (các bit “0” và “1”) và được thể hiện vật lý qua hiện tượng “không có” hoặc “có” điện áp tương ứng, do vậy môi trường truyền dẫn ở đây chính là các đường dây dẫn diện. Đặc điểm của môi trường truyền dẫn điện tạo nên BUS trong máy tính là có độ truyền dẫn gần như lý tưởng (trở kháng suất là thấp nhất có thể).
Đơn vị số học và logic thường được đặt cùng với đơn vị điều khiển và tạo thành CPU. Nhắc lại rằng CPU chịu trách nhiệm về mọi hoạt động của máy tính, điều khiển hoạt động của mọi thành phần khác. Do đó CPU phải được kết nối với mọi thành phần đó.
Trong các máy tính trước đây, mỗi thành phần như bộ nhớ, thiết bị vào/ra thực sự được kết nối với CPU bằng đường kết nối riêng. Với kiến trúc như thế CPU tham gia vào mọi tiến trình diễn ra trong máy tính, hệ thống có quá nhiều đường kết nối với bộ phối ghép (giao diện) riêng.
Để hạ giá thành và tiêu chuẩn hóa logic của giao diện, giải pháp thông dụng là sử dụng một hệ thống kết nối duy nhất để kết nối mọi thành phần của máy tính.
Giả thiết một kiến trúc cơ bản như Hình . Hình a) và b) là vẽ theo kiến trúc, song trên hình b) việc kết nối được thể hiện bằng BUS, đầy đủ hơn là cách vẽ theo nhận thức ở a). Tất nhiên, để các BUS liên kết có thể thực hiện được, phải có được cách thể hiện đầy đủ qua sơ đồ nối chân như ở c)
Nguyễn Trung Đồng – Tel 0983 410 866
Như vậy bus là đường truyền thông tin trong máy tính, kết nối hai hoặc nhiều thiết bị của máy tính. Đặc điểm quan trọng của bus là môi trường truyền dẫn thông tin chung giữa các thiết bị.
Về mặt vật lý, bus là tập hợp các đường dây dẫn truyền tín hiệu điện, mỗi đường có khả năng truyền một bit thông tin (0 hoặc 1) tại một thời điểm. Các thiết bị được kết nối lên bus và tín hiệu do một thiết bị phát ra có thể được nhận bởi mọi thiết bị khác đang được kết nối (về mặt điện) lên bus. Nhiều đường truyền gộp lại có thể truyền đồng thời các dãy số nhị phân. Ví dụ nhóm dữ liệu 8 bit có thể truyền bằng bus gồm 8 đường truyền.
Nếu hai thiết bị cùng phát tín hiệu lên bus tại một thời điểm, các tín hiệu này sẽ bị chồng lên nhau và gây tín hiệu sai lệch. Như vậy, tại mỗi thời điểm chỉ một thiết bị có thể truyền tín hiệu thành công.
Sự kết nối các thiết bị của máy tính có thể được thực hiện bằng nhiều hệ thống bus khác nhau. Bus kết nối các thành phần chính của máy tính (CPU, bộ nhớ, các thiết bị vào/ra) được gọi là bus hệ thống.