Một trong những hoạt động và chức năng cơ bản của máy tính là truyền số liệu (data transfer). Sự hoạt động của máy tính do các bộ vi xử lý điều khiển. Bộ vi xử lý và các chip hỗ trợ khác đến lợt mình cũng thờng xuyên phải truyền số liệu giữa các khối, bộ phận trong và ngoài chúng với nhau.
Vì có rất nhiều các bộ phận , khối riêng rẽ trong bản thân các Chip và các đ- ờng truyền số liệu rất đa dạng, nên một cách hợp lý ta không thể thực hiện các đờng nối giữa các bộ phận , khối từng đôi một với nhau mà ta nối chung tất cả các lối vào/ lối ra của các khối riêng rẽ với nhau lên một hệ thống các đờng dẫn chung; hệ thống này đợc gọi là bus.
Hình 5.1.Các bus trong một hệ thống máy tính.
Coprocessor
Memory I/O
Board I/OBoard
System bus
ALU CPU
Local bus register On chip bus
Các bộ phận, khối đợc nối lên bus phải thoả mãn một yêu cầu là có khả năng đợc cắt ra hoặc nối trở lại theo lệnh của điều khiển. Lúc một output đợc cắt ra khỏi bus, nó ở trạng thái trở kháng cao (High impedance, Hi-Z).
Quy tắc nghiêm ngặt của truyền số liệu là trong mỗi thời điểm, tối đa chỉ có một output đợc cấp số liệu lên bus.
Do trong mỗi thời điểm một output thờng cần phải đồng thời cấp số liệu cho nhiều input, cho nên nó cần phải có khả năng phát ra (source) ở mức logic cao hoặc nuốt vào (sink) ở mức logic thấp, một dòng điện lớn tới vài chục mA cấp cho các input đó, đóng vai trò tải của output.
Thông số đặc trng cho đờng bus là trở kháng vào của nó (gồm có điện trở thuần và dung kháng). Thờng điện trở thuần khoảng vài KΩ là thoả mãn yêu cầu của output, chỉ có dung kháng của bus gây khó khăn cho các thiết bị output, (vì nó cản trở tăng tốc độ biến thiên của các mức điện áp trên bus), do đó dung kháng đợc xem là thông số đặc trng của bus.
Ví dụ xét trờng hợp một bus có điện dung vào 100 pF. Nếu muốn tốc độ biến thiên điện áp trên bus là du/dt =2V/10ns thì thiết bị output phải nuốt đợc dòng điện điện dung là
i = dq/dt = C(du/dt) = 20 mA.
Căn cứ theo cấu hình của các thiết bị nối vào bus, ngời ta phân chúng thành 3 nhóm nh sau:
- Output cấp số liệu cho bus. - Input nhận số liệu từ bus.
- In/ Out khi là input, khi là output.