PDF de programación - Clase 5 - Curso de Armado y Reparación de PC – Nivel 1

Curso de Armado y Reparación de PC – Nivel 1 – Gustavo Boselli – [email protected]

CLASE Nº 5


Sistema de Buses en una PC
Un bus es una trayectoria por la cual viajan los datos en una computadora para comunicar los distintos
dispositivos entre sí. Los principales buses que se encuentran dentro de una PC son: los Buses del micro-
procesador, los Buses de memoria y los Buses del sistema.

Buses del microprocesador
El micro es el chip más importante de la placa madre, es central para el procesamiento de datos. Actúa como
supervisor del hardware del sistema. Muchos componentes reciben órdenes y son activados directamente por él,
que está equipado con buses de direcciones, de datos y de control que le permiten llevar a cabo sus tareas.

El bus del microprocesador es la trayectoria de comunicaciones entre la CPU y el Chipset. Se utiliza para
transferir datos entre la CPU y el bus principal, o entre la CPU y el Caché.
Para realizar procesos de transferencia de información con el micro, todo periférico o controlador del mismo
debe estar conectado a los tres buses que mencionaremos a continuación.

- BUS de DATOS: lleva información (Bytes) desde y hacia el micro, por eso es "BIDIRECCIONAL". Tiene una
cantidad de hilos igual a 8, 16, 32 ó 64, pudiendo así transportar según su ancho 1, 2, 4 u 8 Bytes al mismo
tiempo. A mayor amplitud de este bus, mayor será la velocidad de procesamiento.
- BUS de DIRECCIONES: permite al micro seleccionar posiciones de memoria para lectura o escritura. Es un
bus "UNIDIRECCIONAL", ya que el micro solicita direcciones que son leídas por los periféricos. A más
amplitud del bus, mayor cantidad de memoria podrá direccionar el micro.
- BUS de CONTROL: consiste en señales individuales con las que el micro controla los dispositivos externos y
mediante las cuales se pone de acuerdo con ellos para realizar transferencias de información. Algunas de estas
señales son entrantes y otras salientes al micro; por eso, es también “BIDIRECCIONAL”.

Buses de memoria
Se utilizan para transferir datos entre el microprocesador y la memoria RAM. Estos buses pueden formar parte
del bus del procesador, o estar en forma separada, mediante un conjunto de chips que transfieren información
entre el bus del procesador y el de memoria. Como la memoria RAM trabaja a menos velocidad que la placa
madre, el chipset debe regular esta velocidad.

Buses del sistema
Son los caminos por los cuales los datos viajan, por ejemplo del microprocesador al disco rígido, o de la
memoria al disco. Los buses pueden abastecer a una tarjeta de audio con datos en forma de música desde la
memoria de trabajo liberando al procesador de dicha tarea, como así también pueden interrumpir sus operaciones
si el sistema encuentra algún error.

La PC fue creada bajo el concepto de arquitectura abierta, es decir que no está compuesta por un conjunto fijo
de placas. Se pueden colocar los tipos de placas que uno desee, para adosar los más variados dispositivos gracias
a las ranuras de expansión o slots. Existen varios tipos de ranuras, de distinta forma y características. Consisten
en zócalos que permiten conectar a las tarjetas. Esos slots se llaman buses del sistema. Cada slot es indistinto
para conectar una placa, ya que están distribuidos en paralelo. Los objetivos de un bus de sistema son cuatro:

− Conectar las placas con el micro, la RAM, etc. para permitir el intercambio de datos.
− Llevar tensión de alimentación a las placas (+5 v, -5 v. +12 v y -12 v).
− Facilitar la instalación o remoción de las diversas placas.
− Ofrecer un estándar de conexión al sistema, para poder ensamblar en el futuro cualquier tipo de tarjeta.

NOTA: todo intercambio de placas debe realizarse siempre con la PC APAGADA, ya que la tecnología de los buses del
sistema es de INTERCAMBIO en FRÍO (es decir, a máquina desconectada). En la actualidad se están desarrollando y
utilizando buses de INTERCAMBIO en CALIENTE, que nos permiten retirar o colocar placas con la máquina encendida.

El bus del sistema es responsable de la correcta interacción entre los diferentes componentes de la computadora.
Buena parte de las conexiones de la CPU son conductos del bus, los cuales son prácticamente la única vía de
contacto del procesador con el exterior. El bus del sistema permite a la CPU comunicarse con los periféricos de
entrada y salida. La mayoría de las PC’s proporcionan hasta 8 ranuras de expansión ubicadas en la placa madre.
El bus del sistema, que se encuentra ubicado fuera del microprocesador, se puede clasificar en:

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a) el bus local, compuesto por el bus de datos, el bus de direcciones y el bus de control. El bus de datos
transfiere datos a los diferentes componentes de la CPU y el bus de direcciones da a conocer las posiciones de
memoria de aquéllos. El bus de control se ocupa de evitar colisiones en la transferencia/recepción de datos y de
que toda la información llegue a destino y sea recibida desde el exterior sin problemas.

Los conductos destinados al transporte de datos se denominan buses de datos. No basta con que el procesador
escriba en el bus de datos la información; también debe establecer su destino. Esta operación se lleva a cabo a
través del bus de direcciones. A los dos ya mencionados, se agrega el bus de control. Su participación es
necesaria porque al bus se conectan otros dispositivos además de la CPU y la memoria RAM. Si no existiese un
control, las operaciones iniciadas para procesos de escritura, lectura o direccionamiento, se sumirían en un caos.
Para evitarlo, existe el bus de control. Este bus identifica si se trata de procesos de escritura o lectura, llama a
algún dispositivo específico, etc. Sin embargo, un sistema de control compuesto sólo por cables no podría dirigir
tareas de direccionamiento por sí solo: el controlador de bus es el auténtico cerebro del sistema de buses y se
ocupa de evitar cualquier colisión y de que toda la información llegue a destino.

b) el bus de expansión está constituido por el conjunto de slots o ranuras en donde se insertan placas de sonido,
vídeo, módems, etc. Existen ranuras de distintos tipos: VESA, que trabaja en 32 bits (y hoy está en desuso), el
actual PCI, ISA, etc. A través de las ranuras de expansión se tiene acceso a tarjetas aceleradoras gráficas,
tarjetas de sonido o al controlador del disco rígido, entre otros.

Desde la aparición de la primera PC hasta hoy, los distintos slots pasaron por varios cambios, principalmente por
la constante demanda de velocidad que fueron requiriendo las CPU y programas modernos. Todavía se sigue
utilizando la misma ranura de expansión que presentaba la IBM de 1984. Esto es más que nada por un tema de
compatibilidad. Es posible identificar los diferentes tipos de buses de E/S por su arquitectura. Las principales
arquitecturas son: ISA – MCA – EISA – VESA – PCI – AGP.



Slots de Expansión: ISA 8 bits, ISA 16 bits, VESA 32 bits, PCI 64 bits


Es importante resaltar la diferencia entre el número de líneas o amplitud de un bus (16, 32, 64) y su frecuencia
de trabajo. La multiplicación de ambos factores nos da el ancho de banda del bus, que se mide en MB/s.

Los factores clave de desempeño de un bus son, entonces, su frecuencia o velocidad y su amplitud (número de
conductos o hilos de datos que operan en paralelo). Esta última es, para las CPU del 286 y del 386SX, de 16 y
para el 386DX y el 486, de 32.

El número de conductos de datos de una CPU es un parámetro poco modificable. La frecuencia de reloj del bus,
por el contrario, sí lo es. Los Setup del BIOS (el AMIBIOS de 1984, por ejemplo) permiten variar la velocidad
del bus. El primer AT de IBM (1984) registraba una frecuencia de bus de 8 MHz, que hoy en día puede
mejorarse bastante mediante tarjetas de expansión. Un BIOS como el mencionado debería considerar un
aumento de la frecuencia del bus para alcanzar los 10 ó 12 MHz para incrementar, por ejemplo, el rendimiento
de una tarjeta gráfica o del controlador de disco rígido, pero algunos controladores suelen presentar errores
ocasionales ante estos ajustes. En estos casos, lo que sólo queda por hacer es recuperar la frecuencia original.

En la placa madre para una CPU de 32 bits pueden coexistir slots de 8 o 16 bits que se encuentran en su parte
trasera izquierda. Se trata de las ranuras alargadas y negras en las que, probablemente, ya se encuentren ubicadas

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algunas tarjetas. Las más pequeñas, compuestas de un solo elemento, son las ranuras de 8 bits; las divididas en
dos partes, son las de 16 bits. Más adelante se describirán las distintas clases de ranuras de expansión. La
principal diferencia entre sus tecnologías reside en la cantidad de datos que pueden transferir (amplitud) y la
velocidad a la que lo hacen (frecuencia de trabajo). Cualquier arquitectura de bus está conectada a un conjunto
de chips que, a su vez, se conectan al bus del procesador.

RECURSOS DE SISTEMA
Los recursos de sistema son los canales de comunicaciones y direcciones, y otras señales utilizadas por los
dispositivos de hardware para comunicarse a través del bus del sistema. Comprenden: Direcciones de Memoria,
(IRQ’s) / Canales de DMA (Acceso Directo a Memoria) y Direcciones de Puertos de E/S.

Interrupciones o IRQ
Los canales de IRQ son utilizados por los diversos dispositivos para indicar a la placa madre que se debe
satisfacer una solicitud externa. Estos canales están representados por conductores en la tarjeta madre y po