Concetti Chiave
- Il bus è un collegamento elettrico multi-linea che trasporta dati tra dispositivi, sia all'interno della CPU che tra la CPU e le periferiche.
- I bus esterni devono seguire protocolli specifici per il funzionamento e devono avere caratteristiche meccaniche ed elettriche definite per l'interfaccia.
- I dispositivi possono essere attivi (master), che eseguono trasferimenti, o passivi (slave), che rimangono in attesa.
- La larghezza del bus influisce sulle prestazioni e sullo spazio di indirizzamento, richiedendo più collegamenti e spazio sulla scheda madre.
- I bus possono essere sincroni, pilotati da segnali di clock, o asincroni, che richiedono un processo di sincronizzazione tramite handshake.
Bus = collegamento elettrico, di solito multi-linea, usato tra più dispositivi. Può essere all'interno della CPU per trasportare i dati da registri alla ALU, o esterna per collegare la CPU alle memorie o altri dispositivi. Il bus controller è necessario quando si devono collegare due diversi bus esterni.
Tipologie di bus e protocolli
Per i bus interni alla CPU è possibile usare qualsiasi tipo di bus, mentre per quelli esterni, per il collegamento con le periferiche, devono seguire uno schema di funzionamento preciso chiamato protocollo del bus. Inoltre devono essere specificate le caratteristiche meccaniche ed elettriche per l'interfaccia.
Tra i bus più diffusi e noti ci sono: PCI-Express (PC), Bus PCI (bus espansione PC), Bus SCSI (per il collegamento con le periferiche), Universal Serial BUS USB (periferiche), FireWire (elettronica consumer).
Ruoli dei dispositivi nel trasferimento
I dispositivi che possono compiere un trasferimento sono chiamati attivi o master, q quelli che devono solo rimanere in attesa sono detti passivi o slave.
Esempi: CPU chiede a memoria per il fetch di istruzioni e dati; CPU chiede a dispositivi I/O per l’inizio di un’operazioni I/O; CPU chiede a coprocessore per le istruzioni; I/O chiede a memoria per DMA; coprocessore chiede a CPU per leggere operandi da CPU.
Larghezza = uno dei parametri più importanti per i bus, bus molto ampi aumentano lo spazio di indirizzamento e le prestazioni ma servono più collegamenti, più spazio sulla scheda madre e connettori più grandi.
I bus possono essere:
- sincroni: le linee sono pilotate dai segnale di clock per l'esecuzione delle operazioni
- asincroni: non si utilizza il clock, ma le parti devono sincronizzarsi tra di loro, caratterizzato dal processo handshake
Domande da interrogazione
- Qual è la funzione principale di un bus in un sistema informatico?
- Quali sono le principali tipologie di bus e i loro protocolli?
- Qual è la differenza tra dispositivi attivi e passivi nel trasferimento dei dati?
Un bus è un collegamento elettrico, solitamente multi-linea, utilizzato per trasportare dati tra diversi dispositivi, sia all'interno della CPU che esternamente per collegare la CPU a memorie e altri dispositivi.
I bus interni alla CPU possono utilizzare qualsiasi tipo di bus, mentre quelli esterni devono seguire protocolli specifici per il funzionamento e le caratteristiche meccaniche ed elettriche, come PCI-Express, Bus PCI, Bus SCSI, USB e FireWire.
I dispositivi attivi, o master, possono compiere trasferimenti di dati, mentre i dispositivi passivi, o slave, devono rimanere in attesa e non possono iniziare trasferimenti autonomamente.
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