Mục tiêu: Hiểu các kiến thức về hệ thống kết nối cơ bản, các bộ phận bên
3.1. Bus nối bộ xử lý với bộ nhớ
Bus hệ thống nối bộ xử lý với bộ nhớ (system bus, Front Side Bus-FSB). Bus kết nối bộ xử lý với bộ nhớ thì ngắn và thường thì rất nhanh. Trong giai đoạn thiết kế bus kết nối bộ xử lý với bộ nhớ, nhà thiết kế biết trước các linh kiện và bộ phận mà ông ta cần kết nối lại, còn nhà thiết kế bus vào/ra phải thiết kế bus thoả mãn nhiều ngoại vi có mức trì hoãn và lưu lượng rất khác nhau (xem hình 6.1)
Hình 6.1: Bảng biểu diễn tốc độ dữ liệu của các ngoại vi
3.2. Bus vào – ra:(BUS nối ngoại vi)
Bus vào/ra có thể có chiều dài lớn và có khả năng nối kết với nhiều loại ngoại vi, các ngoại vi này có thể có lưu lượng thông tin khác nhau, định dạng dữ liệu khác nhau (xem hình 6.2)
Hiện nay, trong một số hệ thống máy tính, bus nối ngoại vi được phân cấp thành hai hệ thống bus con. Trong đó, bus tốc độ cao (high-speed bus) hỗ trợ kết nối các thiết bị tốc độ cao như SCSI, LAN, Graphic, Video,…và hệ thống bus mở rộng (expansion bus) được thiết kế để kết nối với các ngoại vi yêu cầu tốc độ thấp như: modem, cổng nối tiếp, cổng song song,…Giữa hai hệ thống bus nối ngoại vi trong tổ chức hệ thống bus phân cấp là một giao diện đệm (hình 6.3)
Hình 6.3: Hệ thống bus phân cấp
Ta có thể có nhiều lựa chọn trong việc thiết kế một bus
Đặc tính của bus
Bus hệ thống Bus nối ngoại vi
Độ rộng của bus Đường dây địa chỉ và số liệu khác nhau
Đường địa chỉ và số liệu được đa hợp
Độ rộng bus số liệu Càng rộng càng nhanh (ví dụ
64 bít)
Càng hẹp càng ít tốn kém (ví dụ 8 bít)
Chủ nhân của bus Nhiều Một
Chuyển từng gói Có. Cần nhiều chủ nhân bus Không. Kết nối một lần và chuyển hết thông tin
Xung nhịp Đồng bộ Bất đồng bộ
Bảng 6.1: Các đặc tính của bus
Trong bảng trên có khái niệm sau đây liên quan đến các chủ nhân của bus – các bộ phận có thể khởi động một tác vụ đọc hoặc viết trên bus. Ví dụ bộ xử lý luôn là một chủ nhân của bus. Một bus có nhiều chủ nhân khi nó có nhiều bộ xử lý, hoặc khi các ngoại vi có thể khởi động một tác vụ có dùng bus. Nếu có nhiều chủ nhân của bus thì phải có một cơ chế trọng tài để quyết định chủ nhân nào được quyền chiếm lĩnh bus. Một bus có nhiều chủ, có thể cấp một dãy thông rộng (bandwidth) bằng cách sử dụng các gói tin thay vì dùng bus cho từng tác vụ riêng lẻ. Kỹ thuật sử dụng gói tin được gọi là phân chia nhỏ tác vụ (dùng bus chuyển gói). Một tác vụ đọc được phân tích thành một tác vụ yêu cầu đọc (tác vụ này chứa địa chỉ cần đọc), và một tác vụ trả lời của bộ nhớ (chứa thông tin cần đọc). Mỗi tác vụ đều có một nhãn cho biết loại của tác vụ. Trong kỹ thuật phân chia nhỏ tác vụ, trong khi bộ nhớ đọc các thông tin ở địa chỉ đã xác định thì bus được dành cho các chủ khác.