1. Khái niệm bus
Để các thành phần trong máy tính có thể trao đổi thông tin, dữ liệu với nhau, trong máy tính cần phải có các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin.
Bus: là tập hợp các đường kết nối dùng để vận chuyển thông tin từ thành phần này sang thành phần khác trong hệ thống.
Độ rộng của Bus: số đường dây có khả năng vận chuyển thông tin đồng thời. (Mỗi đường dây vận chuyển 1 bit)
2. Phân biệt giữa Cable và Bus
Cần phân biệt CABLE và BUS, Bus là các đường vận chuyển thông tin dùng chung còn Cab là các đường vận chuyển thông tin dùng riêng cho thiết bị. Ví dụ: Cab ổ cứng chỉ được sử dụng riêng cho ổ cứng.
Trong hệ thống có các loại Cab sau: + Cab tín hiệu màn hình.
+ Cab dữ liệu ổ cứng + Cab dữ liệu ổ CD + Cab dữ liệu ổ đĩa mềm
+ Cab dữ liệu máy in, cab tín hiệu bàn phím, cab tín hiệu chuột.
3. Các chức năng của bus
Printer Cable IDE Cable
Sử dụng cho ổ cứng và CD
FDD Cable Mouse Monitor Cable Cable
• Bus dữ liệu: - Chức năng:
+ Vận chuyển lệnh từ bộ nhớ chính đến CPU
+ Vận chuyển dữ liệu giữa các thành phần trong hệ thống.
- Độ rộng của bus dữ liệu: M bit ( M đường dây: D0, D1, … ,DM-1) cho biết số bit dữ liệu có thể vận chuyển đồng thời.
Trong thiết kế bus dữ liệu của CPU, người ta thường lấy: M = 8, 16, 32, 64 (bit)
Ví dụ:
8088: M=8 bit
8086,80286 => M = 16 bit
80386,80486 => M = 32 bit
Các bộ xử lý Pentium: M = 64 bit, như vậy cùng một lúc, Pentium có thể đọc, ghi 8 byte nhớ đồng thời.
• Bus địa chỉ
- Chức năng: vận chuyển địa chỉ từ CPU đến modul nhớ hay modul vào ra nào cần trao đổi thông tin.
- Modul nhớ là một đơn vị nhớ được đánh địa chỉ trong máy tính, có thể là một ngăn nhớ trong RAM, hay một ngăn nhớ trong BIOS, hay cũng có thể là một cổng vào-ra dữ liệu.
- Độ rộng bus địa chỉ: N bit (N đường dây: A0, A1, …., AN-1)
Như vậy, với N bit thì bus địa chỉ có khả năng đánh địa chỉ được 2N ngăn nhớ. Thường mỗi ngăn nhớ có dung lượng là 1 Byte như vậy với N bit địa chỉ thì có thể quản lý được 2N Byte gọi là không gian địa chỉ nhớ.
Ví dụ: Bus địa chỉ của các bộ vi xử lý Intel
8088/8080 -> N = 20 bit => Không gian địa chỉ nhớ là 220 Byte = 1 MB
80286 -> N = 24 bit = > Không gian địa chỉ nhớ là 224 Byte = 16 MB
80386/80486, Pentium -> N = 32 bit => Không gian địa chỉ nhớ là 232 Byte = 4 GB
PII , PIII, PIV -> N = 36 => Không gian địa chỉ nhớ là 236 = 64GB
Italium -> N = 64 => Không gian địa chỉ nhớ là 264 Byte.
• Bus điều khiển (Control Bus)
- Chức năng: tập hợp các tín hiệu điều khiển, có hai loại:
+ Loại 1: các tín hiệu phát ra từ CPU để điều khiển các modul nhớ hay modul vào ra
+ Loại 2: Các tín hiệu yêu cầu gửi đến CPU yêu cầu CPU đáp ứng.
Tín hiệu điều khiển là những tín hiệu đơn lẻ nên đối với bus điều khiển không có khái niệm độ rộng bus.
- Một số tín hiệu điều khiển điển hình trong máy tính
Memory Write (MEMW) : phát ra từ CPU điều khiển ghi vào bộ nhớ
Input/Output Read (IOR): phát ra từ CPU để điểu khiển đọc dữ liệu từ cổng vào ra.
Input/Output Write (IOW): phát ra từ CPU để điều khiển ghi dữ liệu đến cổng vào ra.
Interupt Request (INTR): Tín hiệu phát ra từ thiết bị gửi đến CPU yêu cầu ngắt
Interupt Acknowledge (INTA): Tín hiệu phát ra từ CPU báo hiệu với thiết bị rằng CPU cho phép ngắt.
Non – Maskable Interupt (NMI): Thường dùng để báo sự cố của máy tính.
Reset: Tín hiệu gửi đến CPU yêu cầu khởi động lại máy tính.
4. Cấu trúc hoạt động của bus
Bộ xử lý trung tâm (CPU) Bộ nhớ trong (Memory) R O M - R A M Phối ghép vào/ra (I/O) Thiết bị vào Bus dữ liệu Bus địa chỉ
Bus điều khiển
Hình 2.2 Cấu trúc hoạt động của hệ thống Bus
CHƯƠNG III. BẢNG MẠCH HỆ THỐNG (MAINBOARD)