Trong hệ thống vi xử lý bus là:

Bus là đường dẫn thông tin trong mainboard, giúp trao đổi dữ liệu giữa các thiết bị trong máy tính. Tốc độ Bus xác định tốc độ truyền thông tin qua Bus. Mỗi mainboard sẽ có một tốc độ Bus chuẩn (xung clock) cho toàn bộ hệ thống, có thể là 100MHz, 133MHz và 200MHz.

1. Các loại bus trên mainboard

Có nhiều loại Bus như System Bus, FSB (Front Side Bus), BSB (Back Side Bus), Expansion Bus. Các loại Bus có tốc độ Bus khác nhau. Tốc độ Bus cao nhất là BSB đến System Bus, FSB và Expansion Bus.

2. System Bus

Còn gọi là Bus hệ thống. System Bus là kênh truyền dữ liệu giữa CPU và bộ nhớ. System Bus phụ thuộc vào số lượng các đường truyền dữ liệu (32, 64 bit) và xung clock của hệ thống.

System Bus bao gồm đường Bus địa chỉ (Address Bus) – truyền gửi địa chỉ của ô nhớ trên bộ nhớ và Bus dữ liệu (Data Bus) – truyền gửi dữ liệu từ bộ nhớ khi biết địa chỉ ô nhớ.

3. FSB (Front Side Bus) và BSB (Back Side Bus)

FSB còn gọi là Bus tuyến trước. FSB là đường truyền dữ liệu giữa chipset và vi xử lý.

BSB là đường truyền dữ liệu giữa bộ nhớ Cache và vi xử lý. Đây là Bus có tốc độ Bus cao nhất.

4. Expansion Bus

Ngoài ra, còn có rất nhiều đường Bus khác. Chúng làm nhiệm vụ truyền dữ liệu giữa các thiết bị ngoại vi, card mở rộng với các chipset trên mainboard như AGP Bus, ATA Bus, PCI Bus. Những Bus này gọi chung là Expansion Bus (Bus mở rộng).

Đề thi nổi bật

320 Câu hỏi trắc nghiệm Hệ điều hành Windows có đáp án

320 câu 763 lượt thi

350 câu 1242 lượt thi

500 câu 5828 lượt thi

150 câu 449 lượt thi

570 câu 1429 lượt thi

1048 câu 2428 lượt thi

510 câu 1484 lượt thi

800 câu 186 lượt thi

Đề thi nổi bật

350 Câu hỏi trắc nghiệm môn Lập trình mạng

350 câu 459 lượt thi

250 câu 2314 lượt thi

400 câu 535 lượt thi

420 câu 222 lượt thi

100 câu 754 lượt thi

320 câu 1962 lượt thi

250 câu 1785 lượt thi

300 câu 1814 lượt thi

Trong các bộ vi xử lý có một hệ thống các bus dùng để truyền số liệu, lệnh, các tín hiệu điều khiển ,... , giữa các khối bên trong của nó. Ngoài ra có một hệ thống các bus đa ra ngoài qua các chân của nó. Các đờng bus trong đợc điều khiển bởi khối điều khiển tuỳ thuộc hoặc vào nội dung lệnh đuợc giải mã hoặc theo các điều khiển ngắt của bên ngoài đa vào vi xử lý. Các đờng bus này hoạt động theo nhịp của một clock bên trong vi xử lý.

Xét với ví dụ các đờng bus trong kiến trúc của vi xử lý 8088 nh đã giới thiệu trong chơng III.

Các bus trong vi xử lý truyền số liệu giữa các khối với nhau, có hai loại đờng truyền, một chiều và hai chiều. Hệ các đờng bus nối với các bộ phận, khối bên ngoài vi xử lý gồm 20 đờng địa chỉ (AD0 - AD 19), 8 đờng số liệu ( ), và các đờng thuộc bus điều khiển.

Bus bộ vi xử lý là đờng truyền dẫn giữa CPU và các chip hỗ trợ trung gian. Những chip hỗ trợ này đợc gọi là bộ chip (chip set). Bus này dùng để truyền dữ liệu giữa CPU và bus hệ thống chính hoặc giữa CPU và cache ngoài.

Vì mục đích của bus bộ xử lý để gửi hoặc nhận thông tin từ CPU với tốc độ nhanh nhất có thể, nên bus này hoạt động nhanh hơn nhiều so với bất kỳ bus nào khác trong hệ thống và đảm bảo tránh hiện tợng tắc nghẽn ở đây. Bus bộ xử lý bao gồm bus dữ liệu, bus địa chỉ và bus điều khiển. Trong một hệ thống thiết kế cho VXL Pentium, bus bộ xử lý có 64 đờng dữ liệu, 32 đờng địa chỉ. Pentium Pro và Pentium II có 36 đờng địa chỉ.

Bus bộ xử lý hoạt động ở tốc độ đồng hồ cơ sở giống nh CPU chạy ngoại trú. Ví dụ Pentium II 333MHz chạy ở tốc độ đồng hồ 333MHz nội trú nhng chỉ ở 66,6 MHz ngoại trú.

Tốc độ truyền của bus bộ xử lý đợc xác định bằng cách nhân độ rộng dữ liệu với tốc độ đồng hồ cơ sở rồi chia cho 8.

Khi thiết kế các bộ vi xử lý, có thể tuỳ ý lựa chọn loại bus bên trong vi xử lý, còn với các bus liên hệ với bên ngoài cần phải xác định rõ các quy tắc làm việc cũng nh các đặc điểm kỹ thuật về điện và cơ khí để ngời thiết kế Main Board có thể ghép nối vi xử lý với các thiết bị khác. nói cách khác, các bus này phải tuân theo một chuẩn nhất định. Tập các quy tắc của chuẩn còn đợc gọi là nghi thức bus (bus protocol).

Trong thế giới máy tính có rất nhiều loại bus khác nhauđợc sử dụng, các bus này nói chung là không tơng thích với nhau. Sau đây là một số loại bus đợc dùng phổ biến:

Tên bus Lĩnh vực áp dụng

- Camac Vật lý hạt nhân

- EISA Một sô hệ thống dùng bộ VXL 8036 - IBM PC, PC/AT Máy tính IBM PC, IBM/PC/AT

- Massbus Máy PDP - 1 và VAX

- Microchannel Máy PS/2

- Multibus I Một số hệ thống có VXL 8088, 8086 - Multibus II Một số hệ thống có VXL 80386 - Versabus Một số hệ thống dùng VXL Motorola

- VME Một số hệ thống dùng VXL 68x0 của Motorola. Ngời ta thờng phân loại bus theo ba cách sau:

1. Theo tổ chức phần cứng (nh các loại bus nêu trên)

2. Theo nghi thức truyền thông (bus đồng bộ và không đồng bộ). 3. Theo loại tín hiệu truyền trên bus (bus địa chỉ, bus dữ liệu ...)

Sự làm việc của các bus

Thờng có nhiều thiết bị nối với bus, một số là thiết bị tích cực và có thể đòi hỏi truyền thông tin trên bus, trong khi đó lại có các thiết bị thụ động chờ các yêu cầu từ các thiết bị khác. Các thiết bị tích cực đợc gọi là chủ bus (master), còn các thiết bị thụ động là tớ (slave).

Khi CPU ra lệnh cho bộ điều khiển đĩa đọc/ ghi một khối dữ liệu thì CPU là master cò bộ điều khiển đĩa là slave. Tuy nhiên khi bộ điều khiển đĩa ra lệnh cho bộ nhớ nhận dữ liệu mà nó đọc từ đĩa thì nó lại giữ vai trò của master.

Bus Driver và Bus Receiver.

Tín hiệu điện mà các thiết bị trong máy tính phát ra thờng không đủ mạnh để điều khiển đợc bus, nhất là khi bus khá dài và có nhiều thiết bị nối với nó. Chính vì vậy mà hầu hết các bus master đợc nối với bus thông qua một chip đợc gọi là bus driver, về căn bản đó là bộ khuyếch đại tín hiệu số. Tơng tự nh vậy, hầu hết các slave bus đợc nối với bus thông qua bus receiver. Đối với các thiết bị có thể khi thì đóng vai trò master, khi thì đóng vai trò slave, ngời ta sử dụng một chip kết hợp, gọi là transceiver. Các chip này đóng vai trò ghép nối và thờng là các thiết bị 3 trạng thái, cho phép có thể ở trạng thái thứ ba: hở mạch (còn gọi là thả nổi).

Giống nh MPU, bus có các đờng địa chỉ, đờng số liệu và đờng điều khiển. Tuy nhiên không nhất thiết phải có ánh xạ một - một giữa các tín hiệu ở các chân ra của MPU và các đờng dây của bus.

Những vấn đề quan trọng nhất liên quan đến thiết kế bus là: Nhịp đồng hồ bus (sự phân chia thời gian, hay còn gọi là bus cloking), cơ chế trọng tài bus (bus arbitration), xử lý ngắt và xử lý lỗi.

Các bus có thể đợc chia theo nghi thức truyền thông tin thành hai loại riêng biệt là bus đồng bộ và bus không đồng bộ phụ thuộc vào việc sử dụng nhịp đồng hồ bus.

II.2. Bus đồng bộ (Synchronous bus)

Bus đồng bộ có một đờng dây điều khiển bởi một bô dao động thạch anh, tín hiệu trên đờng dây này có dạng sóng vuông, với tần số thờng nằm trong khoảng 5MHz - 50 MHz. Mọi hoạt động bus xảy ra trong một số nguyên lần chu kỳ này và đợc gọi là chu kỳ bus.