Un bus, mes un canal de comunicaci�n que las computadoras usan para comunicar sus componentes entre si, por ejemplo para comunicar el procesador con los perif�ricos, memoria o dispositivos de almacenamiento.

Generalmente el Bus esta integrado a la tarjeta madre, en una tarjeta madre muy posiblemente se encuentre diferentes tipos de buses.

El objetivo de que El bus este conectado a la tarjeta madre es que los dispositivos que se conecten a ella, act�en como si estuvieran directamente conectadas con el procesador.

Bus de Direcciones

Este es un bus unidireccional debido a que la informaci�n fluye es una sola direcci�n, de la CPU a la memoria � a los elementos de entrada y salida. La CPU sola puede colocar niveles l�gicos en las n l�neas de direcci�n, con la cual se genera 2n posibles direcciones diferentes. Cada una de estas direcciones corresponde a una localidad de la memoria � dispositivo de E / S.

Los microprocesadores 8086 y 8088 usados en los primeros computadores personales (PC) pod�an direccionar hasta 1 megabyte de memoria (1.048.576 bytes). Es necesario contar con 20 l�neas de direcci�n. Para poder manejar m�s de 1 megabyte de memoria , en los computadores AT (con procesadores 80286) se utiliz� un bus de direcciones de 24 bits, permitiendo as� direccionar hasta 16 MB de memoria RAM (16.777.216 bytes). En la actualidad los procesadores 80386DX pueden direccionar directamente 4 gigabytes de memoria principal y el procesador 80486DX hasta 64 GB.

Bus de Datos

Este es un bus bidireccional, pues los datos pueden fluir hacia � desde la CPU. Los m terminales de la CPU, de D0 - Dm-1 , pueden ser entradas � salidas, seg�n la operaci�n que se este realizando ( lectura � escritura ) . en todos los casos, las palabras de datos transmitidas tiene m bits de longitud debido a que la CPU maneja palabras de datos de m bits; del n�mero de bits del bus de datos, depende la clasificaci�n del microprocesador.

En algunos microprocesadores, el bus de datos se usa para transmitir otra informaci�n adem�s de los datos ( por ejemplo, bits de direcci�n � informaci�n de condiciones ). Es decir, el bus de datos es compartido en el tiempo � multiplexado. En general se adopt� 8 bits como ancho est�ndar para el bus de datos de los primeros computadores PC y XT. Usualmente el computador transmite un car�cter por cada pulsaci�n de reloj que controla el bus (bus clock), el cual deriva sus pulsaciones del reloj del sistema (system clock). Algunos computadores lentos necesitan hasta dos pulsaciones de reloj para transmitir un car�cter.

Los computadores con procesador 80286 usan un bus de datos de 16 bits de ancho, lo cual permite la comunicaci�n de dos caracteres o bytes a la vez por cada pulsaci�n de reloj en el bus. Los procesadores 80386 y 80486 usan buses de 32 bits. El PENTIUM de Intel utiliza bus externo de datos de 64 bits, y uno de 32 bits interno en el microprocesador.

Bus de Control

Este conjunto de se�ales se usa para sincronizar las actividades y transacciones con los perif�ricos del sistema. Algunas de estas se�ales, como R / W , son se�ales que la CPU env�a para indicar que tipo de operaci�n se espera en ese momento. Los perif�ricos tambi�n pueden remitir se�ales de control a la CPU, como son INT, RESET, BUS RQ.

Las se�ales m�s importantes en el bus de control son las se�ales de cron�metro, que generan los intervalos de tiempo durante los cuales se realizan las operaciones. Este tipo de se�ales depende directamente del tipo del microprocesador.

Otra calcificaci�n que se usa para los buses es por el modo de transmitir la informaci�n.

• Bus Unidireccional
• Bus Bidireccional
• Bus Serie
• Bus Paralelo

Bus Unidireccional

Este tipo de bus se caracteriza por que la informaci�n que fluye a trav�s de el es en una sola direcci�n, por ejemplo, El CPU usa un bus de direcciones que es unidireccional, el CPU puede mandar direcciones de memoria hacia la memoria, pero la memoria no puede mandar datos a trav�s de este bus

Bus Bidireccional

Este tipo a contraparte del bus mencionado anteriormente, se caracteriza por que a trav�s de el los datos pueden fluir en cualquiera de los dos sentidos.

Bus serie

En este tipo de bus, la informaci�n puede fluir en uno o dos sentidos, la diferencia es que la informaci�n se transmite bit por bit, por lo que se puede considerar como lento a comparaci�n del paralelo

Bus Paralelo

En este Bus, toda la informaci�n que se transmite se manda a trav�s de varios canales simult�neos, por eso es mas r�pido que el bus anterior.

Buses E/S: son abiertos, m�s lentos y anchos, soportan un n�mero desconocido de dispositivos, y con desempe�os muy desiguales.

Buses S�ncronos y As�ncronos.

De acuerdo a los ciclos de tiempo en los que ocurre la transferencia de informaci�n a trav�s de un bus, es posible dividirlos en:

Bus S�ncrono: Las se�ales ocurren en un n�mero entero de un ciclo de reloj denominado ciclo de bus, cuya frecuencia es propia del bus.

Bus As�ncrono: no existe reloj maestro, la duraci�n de los mensajes es propia del dispositivo.

La primera gran diferencia entre estas dos tipos de estructuras es que el bus �nico no permite un controlador DMA (todo se controla desde la CPU), mientras que el bus dedicado si que soporta este controlador.

El bus dedicado trata a la memoria de manera distinta que a los perif�ricos (utiliza un bus especial) al contrario que el bus �nico que los considera a ambos como posiciones de memoria (incluso equipara las operaciones E/S con las de lectura / escritura en memoria).

La mayor ventaja del bus �nico es su simplicidad de estructura que le hace ser m�s econ�mico, pero no permite que se realice a la vez transferencia de informaci�n entre la memoria y el procesador y entre los perif�ricos y el procesador.

Por otro lado el bus dedicado es mucho m�s flexible y permite transferencias simult�neas. Por contra su estructura es m�s compleja y por tanto sus costes son mayores.

Otros tipos de buses son los que han ido apareciendo a trav�s de la historia de la computadora, muchos han quedado obsoletos por el poco ancho de palabra y por la velocidad baja a la que operaban, incluso algunos actuales no soportan las velocidades de los procesadores nuevos, esto es muy importante en el rendimiento del computador, ya que se puede tener un procesador muy muy r�pido, pero si el bus no soporta esa velocidad, de muy poco servir� la velocidad.

Dada la evoluci�n de los microprocesadores el bus del PC no era ni mucho menos la soluci�n para una comunicaci�n fluida con el exterior del micro. En definitiva no pod�a hablarse de una autopista de datos en un PC cuando esta s�lo ten�a un ancho de 8 bits. Por lo tanto con la introducci�n del AT apareci� un nuevo bus en el mundo del PC, que en relaci�n con el bus de datos ten�a finalmente 16 bits (ISA), pero que era compatible con su antecesor. La �nica diferencia fue que el bus XT era s�ncrono y el nuevo AT era as�ncrono. Las viejas tarjetas de 8 bits de la �poca del PC pueden por tanto manejarse con las nuevas tarjetas de 16 bits en un mismo dispositivo.

BUS MICRO CHANNEL (MCA)

Vistas las limitaciones que ten�a el dise�o del bus ISA en IBM se trabaj� en un nueva tecnolog�a de bus que comercializ� con su gama de ordenadores PS/2. El dise�o MCA (Micro Channel Arquitecture) permit�a una ruta de datos de 32 bits, m�s ancha, y una velocidad de reloj ligeramente m�s elevada de 10 Mhz, con una velocidad de transferencia m�xima de 20 Mbps frente a los 8 Mbps del bus ISA.

Pero lo que es m�s importante el novedoso dise�o de bus de IBM incluy� un circuito de control especial a cargo del bus, que le permit�a operar independientemente de la velocidad e incluso del tipo del microprocesador del sistema.

Bajo MCA, la CPU no es m�s que uno de los posibles dispositivos dominantes del bus a los que se puede acceder para gestionar transferencias.

EISA (Extended ISA)

El principal rival del bus MCA fue el bus EISA, tambi�n basado en la idea de controlar el bus desde el microprocesador y ensanchar la ruta de datos hasta 32 bits. Sin embargo EISA mantuvo compatibilidad con las tarjetas de expansi�n ISA ya existentes lo cual le obligo a funcionar a una velocidad de 8 Mhz (exactamente 8.33). Esta limitaci�n fue a la postre la que adjudico el papel de est�ndar a esta arquitectura, ya que los usuarios no ve�an factible cambiar sus antiguas tarjetas ISA por otras nuevas que en realidad no pod�an aprovechar al 100%.

Su mayor ventaja con respecto al bus MCA es que EISA era un sistema abierto, ya que fue desarrollado por la mayor�a de fabricantes de ordenadores compatibles PC que no aceptaron el monopolio que intent� ejercer IBM. Estos fabricantes fueron: AST, Compaq, Epson, Hewlett Packard, NEC, Olivetti, Tandy, Wyse y Zenith.

Esta arquitectura de bus permite multiproceso, es decir, integrar en el sistema varios buses dentro del sistema, cada uno con su procesador. Si bien esta caracter�stica no es utilizada m�s que por sistemas operativos como UNIX o Windows NT.

Vesa Local Bus

Al contrario que con el EISA, MCA y PCI, el bus VL no sustituye al bus ISA sino que lo complementa. Un PC con bus VL dispone para ello de un bus ISA y de las correspondientes ranuras (slots) para tarjetas de ampliaci�n. Adem�s, en un PC con bus VL puede haber, sin embargo, una, dos o incluso tres ranuras de expansi�n, para la colocaci�n de tarjetas concebidas para el bus VL, casi siempre gr�ficos. Solamente estos slots est�n conectados con la CPU a trav�s de un bus VL, de tal manera que las otras ranuras permanecen sin ser molestadas y las tarjetas ISA pueden hacer su servicio sin inconvenientes.

El VL es una expansi�n homogeneizada de bus local, que funciona a 32 bits, pero que puede realizar operaciones a 16 bits. VESA present� la primera versi�n del est�ndar VL-BUS en agosto de 1992. La aceptaci�n por parte del mercado fue inmediata. Fiel a sus or�genes, el VL-BUS se acerca mucho al dise�o del procesador 80486. De hecho presenta las mismas necesidades de se�al de dicho chip, exceptuando unas cuantas menos estrictas destinadas a mantener la compatibilidad con los 386.

PCI

Visto lo anterior, se puede ver que el bus del futuro es claramente el PCI de Intel. PCI significa: interconexi�n de los componentes perif�ricos (Peripheral Component Interconnect) y presenta un moderno bus que no s�lo est� meditado para no tener la relaci�n del bus ISA en relaci�n a la frecuencia de reloj o su capacidad sino que tambi�n la sincronizaci�n con las tarjetas de ampliaci�n en relaci�n a sus direcciones de puerto, canales DMA e interrupciones se ha automatizado finalmente de tal manera que el usuario no deber� preocuparse m�s por ello.

El bus PCI es independiente de la CPU, ya que entre la CPU y el bus PCI se instalar� siempre un controlador de bus PCI, lo que facilita en gran medida el trabajo de los dise�adores de placas. Por ello tambi�n ser� posible instalarlo en sistemas que no est�n basados en el procesador Intel si no que pueden usar otros, como por ejemplo, un procesador Alpha de DEC. Tambi�n los procesadores PowerMacintosh de Apple se suministran en la actualidad con bus PCI.

SCSI (Small Computer System Interface)

Adem�s de todas las arquitecturas mencionadas anteriormente, tambi�n hay que mencionar a SCSI. Esta tecnolog�a tiene su origen a principios de los a�os 80 cuando un fabricante de discos desarrollo su propia interface de E/S denominado SASI (Shugart Asociates System Interface) que debido a su gran �xito comercial fue presentado y aprobado por ANSI en 1986.

SCSI no se conecta directamente al microprocesador sino que utiliza de puente uno de los buses anteriormente nombrados. Podr�amos definir SCSI como un subsistema de E/S inteligente, completa y bidireccional. Un solo adaptador host SCSI puede controlar hasta 7 dispositivos inteligentes SCSI conectados a �l.

Una ventaja del bus SCSI frente a otros interfaces es que los dispositivos del bus se direccionan l�gicamente en vez de f�sicamente. Esto sirve para 2 prop�sitos:

• Elimina cualquier limitaci�n que el PC-Bios imponga a las unidades de disco.
• El direccionamiento l�gico elimina la sobrecarga que el host podr�a tener en manejar los aspectos f�sicos del dispositivo como la tabla de pistas da�adas. El controlador SCSI lo maneja.

Es un bus que a diferencia de otros buses como el ESDI puede tener hasta 8 dispositivos diferentes conectados al bus (incluido el controlador). Aunque potencialmente varios dispositivos pueden compartir un mismo adaptador SCSI, s�lo 2 dispositivos SCSI pueden comunicarse sobre el bus al mismo tiempo.

El bus SCSI puede configurarse de tres maneras diferenciadas que le dan gran versatilidad a este bus:

Unico iniciador / �nico objetivo: Es la configuraci�n m�s com�n donde el iniciador es un adaptador a una ranura de un PC y el objetivo es el controlador del disco duro. Esta es una configuraci�n f�cil de implementar pero no aprovecha las capacidades del bus SCSI, excepto para controlar varios discos duros.

Unico iniciador / m�ltiple objetivo: Menos com�n y raramente implementado. Esta configuraci�n es muy parecida a la anterior excepto para diferentes tipos de dispositivos E/S que se puedan gestionar por el mismo adaptador. Por ejemplo un disco duro y un reproductor de CD-ROM.

M�ltiple iniciador / m�ltiple objetivo: Es mucho menos com�n que las anteriores pero as� es como se utilizan a fondo las capacidades del bus.

USB

Este bus es muy nuevo, tiene muy pocos a�os de haber aparecido, es un bus muy interesante por las caracter�sticas que presenta.

En la l�nea del bus va incluida una l�nea de corriente, por lo que al conectar el bus con la computadora y el dispositivo, comienza a funcionar al instante, sin cables adicionales.

Otra caracter�stica, es que al momento de que se conecta el perif�rico, la computadora se configura autom�ticamente y se prepara para usar el software est�ndar o instalado previamente, esta caracter�stica hace que este tipo de bus sea realmente un "PLUG and PLAY" (conecte y use).

Adem�s de las altas velocidades que es capaz de alcanzar, a la l�nea de entrada de la computadora es posible conectar un concentrador con capacidad de doce entradas mas, y es posible que en cada una de estas entradas se pueda conectar otros concentradores sin que el rendimiento baje, conectados de esta forma es posible soportar hasta 125 perif�ricos conectados simult�neamente.

Bus AGP

El bus AGP (Advanced Graphics Port) es relativamente nuevo (hace 3-4 a�os que existe), y es un puerto especialmente dise�ado para ser utilizado s�lo con tarjetas gr�ficas (lleven estas aceleradora 3D o no).

Gracias a su gran velocidad de transferencia de datos, el rendimiento comparado con un bus PCI es superior en todo. Hoy en d�a todas las placas base llevan incorporado uno, que est� encima de los PCI, y es de color marr�n. S�lo queda mencionar que el bus AGP evoluciona m�s y m�s a medida que pasa el tiempo, alcanzando velocidades muy altas.