System Buses

Get Started. It's Free
or sign up with your email address
Rocket clouds
System Buses by Mind Map: System Buses

1. ระบบบัส และช่องสำหรับติดตั้งอุปกรณ์ต่างๆ (Bus & Slot)

1.1. บัส (Bus) เป็นเส้นทางการเชื่อมโยงระหว่างอุปกรณ์ตั้งแต่สองชนิดขึ้น ไป

1.2. ลักษณะเด่น คือ ระบบ Bus จะมีการใช้สายสัญญาณร่วมกันได้ทำให้อุปกรณ์ทุกตัวสามารถส่งข้อมูลถึงทุกอุปกรณ์

1.3. บัสประกอบด้วยสายสัญญาณจำนวนหลายเส้นสายแต่ละเส้นสามารถ ส่งสัญญาณ คือ 0 และ 1

1.4. ระบบบัสที่เหมาะสมจะต้องมีความเร็วเพียงพอที่จะให้อุปกรณ์ต่างๆ รับส่งข้อมูลระหว่างกันได้เต็มความเร็วของอุปกรณ์นั้นๆ เพื่อไม่ให้ เป็นตัวถ่วงอุปกรณ์อื่นๆ

2. โครงสร้างแบบบัส

2.1. ระบบบัสจะประกอบด้วยสายจำนวน 50 ถึง 100 เส้นแต่ละเส้นมีการกำหนดและหน้าที่โดยเฉพาะ

2.1.1. ระบบบัสมีเพียง 3 ชนิดเท่านั้นคือ

2.1.1.1. 1. Databus(บัสข้อมูล) ใชสำหรับส่งรับข้อมูลระหว่างหน่วยต่างๆ ในระบบคอมพิวเตอร์ในสายส่งข้อมูล ปกติอาจมีตั้งแต่ 32 เส้น จนกระทั่งมีถึง 100 เส้น ซึ่งในแต่ละเส้นมีความสามารถในการส่งข้อมูลที่ละบิต จำานวนสายที่รวมกันเพื่อส่งข้อมูลนั้น จะถูกเรียกว่า ความกว้างของช่องสัญญาณ (width)

2.1.1.2. 2. Addressbus(บัสตำแหน่ง หรือ แอดเดรสบัส) ใช้สำหรับการกำหนดตำแหน่งที่อยู่ของข้อมูล (Source) หรือแหล่งรับข้อมูล (Destination) จำนวนเส้นของสายสัญญาณใน AddressBus (จำนวน n เส้น) บอกถึง ขนาดของหน่วยความจำมากที่สุดที่คอมพิวเตอร์จะอ้างถึงได้คือ 2n Bytes สายสัญญาณบอกตำแหน่งที่อยู่ และยังทำหน้าที่ในการบอกชื่ออุปกรณ์ไอโอหรือพอร์ตที่ต้องการติดต่อได้

2.1.1.2.1. ลักษณะทั่วไปของสายส่งสัญญาณ สามารถแบ่งได้เป็น 2ส่วนคือ

2.1.1.3. 3. Controlbus(บัสควบคุม) ใช้ในการควบคุมการใช้สายสัญญาณข้อมูล และสายสัญญาณตำแหน่งที่อยู่ในคอมพิวเตอร์ให้ทำงานอย่างถูกต้องตามเวลาที่กำหนด

2.1.1.3.1. สัญญาณควบคุมประกอบด้วย 2ส่วนใหญ่ๆ

3. ลักษณะการทำงานที่ทำให้บัสลดประสิทธิภาพลง

3.1. บัสได้รับการออกแบบให้ทำงานในรูปแบบของการแข่งขัน เพื่อแย่งใช้ทรัพยากรนั่นคือในเวลาหนึ่งๆ สามารถมีการแย่ง เพื่อขอใช้บัสได้จากอุปกรณ์หลายๆ ตัวแต่จะมีเพียงอุปกรณ์หนึ่ง ตัวเท่านั้นที่สามารถใช้งานได้

3.2. ถ้ามีอุปกรณ์จำนวนมากเชื่อมต่อเข้าระบบบัส จะทำให้ประสิทธิภาพการทำงานของระบบบัสลดต่ำลง เนื่องจากจะทำให้ระบบบัสมีความยาวมากขึ้น ทำให้การสื่อสารภายในระบบบัสใช้ระยะเวลาหน่วงนานมากขึ้น เรียกว่า Propagation Delay

4. วิธีแก้ปัญหาในการส่งข้อมูลในระบบบัส

4.1. วิธีที่ 1 (Traditional bus architecture) โดยใช้ระบบบัสหลายระดับ แต่ละระดับเป็นอิสระแก่กันและกัน ส่งผลทำให้ไม่ส่งผลกระทบกับส่วนต่างๆ ในระบบคอมพิวเตอร์

4.1.1. ภาพรวมการทำงาน แบ่งบัสได้ 3 ระดับดังนี้

4.1.1.1. Local bus เป็นช่องทางในการส่งข้อมูล ที่เร็วมากโดยจะส่งผ่านข้อมูลโดยตรงจากไมโคร โพรเซสเซอร์ และใช้สัญญาณนาฬิกาเดียวกับ CPU เหมาะกับงานประเภทมัลติมีเดีย

4.1.1.2. System bus บัสระบบ เป็นส่วนหนึ่งเมนบอร์ด หรือแผงวงจรหลัก ทำหน้าที่เป็นเส้นทางต่อระหว่างหน่วยประมวลผล กับหน่วยความจำ

4.1.1.3. Expansion bus บัสเสริมเป็นบัสที่ทำให้อุปกรณ์ภายนอกระบบ สามารถติดต่อกับ หน่วยประมวลผลได้อุปกรณ์ต่อพ่วงจะต่อเข้ากับพอร์ตซึ่งพอร์ตจะต่ออยู่บนช่องเสริม (expansion slot) ซึ่งช่องเสริมนี้จะต่อกับบัสเสริมเพื่อส่งข้อมูลไปยังหน่วยประมวลผล

4.2. วิธีที่ 2 (High-performance architecture) โดยใช้ระบบบัสหลายระดับในแต่ละระดับเป็นอิสระต่อกัน แต่ใน บางส่วนจะมีความเร็วสูง เพื่อรองรับอุปกรณ์ I/O ที่มีความเร็วในการทำงานสูงๆ Cache จะถูกเชื่อมเข้ากับ System bus เรียก Buffering device เพื่อใช้เชื่อมต่อกับอุปกรณ์ที่ใช้บัสความเร็วสูง

5. ประเภทของระบบบัส

5.1. สำมำรถแบ่งได้เป็น 2ประเภท

5.1.1. 1. Dedicated การใช้สายแบบถาวรเฉพาะงาน (คือจะแยกสาย data และ address)

5.1.2. 2. Multiplexed สาย 1 เส้น อาจมีทั้งการควบคุมและข้อมูล (ใช้สายร่วมกันทั้งหมด)

6. จังหวะเวลา (Timing)

6.1. จังหวะเวลา คือ วิธีการควบคุมเหตุการณ์ต่างๆ ให้ สามารถทำงานร่วมกันได้บนบัส

6.1.1. ซึ่งจะมีอยู่ 2 วิธี

6.1.1.1. 1. Synchronous timing จะมีการใชจังหวะสัญญาณนาฬิกา เป็นจังหวะในการรับหรือส่งข้อมูล

6.1.1.2. 2. Asynchronous timing จะไม่มีการรอรอบสัญญาณนาฬิกา แต่จะรอสัญญาณความพร้อมในการส่งและสัญญาณตอบกลับมาเท่านั้น

7. วิธีการเข้าควบคุมบัส (MethodofArbitration)

7.1. สามารถแบ่งออกได้เป็น 2 วิธีใหญ่ ๆ คือ

7.1.1. 1. CentralizedArbiter จัดให้มีหน่วยควบคุมเพียงหน่วยเดียว ทำการจัดการในการเข้าใช้บัสของหน่วยต่างๆ

7.1.2. 2. DistributeArbiter ไม่มีหน่วยควบคุมกลาง แต่ให้แต่ละอุปกรณ์มีวงจรควบคุมเป็นของตนเอง