Sínrendszerek Rontó Péter

Meghatározás „Közös elektronikus pálya” /Andrew S. Tannenbaum/ A sín a számítógép-architektúrákban a számítógép olyan része (alrendszere), amely lehetővé teszi adatok vagy feszültségek továbbítását számítógépen belül vagy számítógépek, illetve a számítógép és a perifériák között.

Kialakítás Fizikailag különböző egységet képező részek közötti kapcsolat elektromos huzalok segítségével valósul meg. Ezeket a huzalokat vonalaknak nevezzük. Az azonos funkciójú vonalak összessége a sín (busz). Minden buszhoz számos csatlakozó tartozik, amelyek lehetővé teszik a kártyák, egységek vagy kábelek fizikai és elektromos csatlakoztatását.

Kapcsolat kialakítása A kapcsolat kialakítása során meg kell határozni: Mely részegységek kapcsolódjanak össze (címzés) Az adat milyen irányban mozog a komponensek között (adó és vevő kiléte) Hogyan kell összehangolni a komponensek működését (szinkronizáció)

Sínrendszer felépítése Címsín: eszközök címzését szolgálja, azok címét továbbítja rajta a processzor. Szélessége: 32 bit (esetleg 64) A címvonalak egyirányúak. Általában a mikroprocesszor helyezi az érvényes fizikai címet a címsínre. A cím csak egy forrástól származhat. A címvonalak száma határozza meg a maximálisan címezhető memória méretét.

Adatsín Adatsín: adatot küldi, vagy fogadja a processzor. Szélessége: többnyire 32 vagy 64 bit (ugyanennyi vezeték) Ugyanazon az adatvonalon különböző időpontokban, különböző irányokba terjednek az adatok.

Vezérlősín Vezérlősín: a processzor a vezérlőjelek kiküldésére, vagy azok fogadására használja. A vezérlőjelek száma minimálisan 10-15. Kiviteli jellegű vezérlővonalak: A mikroprocesszor a saját működési állapotáról szolgáltatnak információt. Beviteli jellegű vezérlővonalak: A külső áramkörök (perifériák, a rendszerhez tartozó, de a processzoron kívüli) és eszközök kérnek szolgáltatást illetve állapotváltást a processzortól.

Kiterjedés szerinti osztályozás Helyi sín (local bus) Rendszer sín (system bus) Memória sín (memory bus) Rendszerközi sín (intersystem bus)

Helyi sín (local bus) Egyedi kialakításúak (nincs rájuk szabvány) Általában egy nyomtatott kártyán vagy egy lapkán belül helyezkednek el Belső jeleket továbbítanak, melyeknek a kártyán (lapkán) kívül nem használhatók Pl. északi vagy déli híd belső sínrendszere

Rendszer sín (system bus) Fontos rendszer komponensek összeköttetésére szolgálnak Rendszerint szabványosak. A szabvány magába foglalja az elektromos és a mechanikai specifikációkat is (pl. az adat- és címvonalak számát, vezérlővonalak típusait és funkcióit, jelek feszültségszintjeit, csatlakozási lehetőségeket, időzítési viszonyok, stb.)

Memória sín (memory bus) Az operatív tár és az északi híd közötti kapcsolat kialakításáért felelős Nem minden rendszerben különül el kifejezetten a rendszer síntől Bizonyos architektúrák esetén a memóriát direkt módon kapcsolja össze a processzorral Növeli a teljesítményt és az adatbiztonságot Hátránya: előállítási költségek magasabbak

Rendszerközi sín (intersystem bus) Számítógéprendszereket köt össze Az összekötött rendszerek számítógép hálózatokat alkotnak Az áthidalt távolságtól és a kialakítástól függően lehet LAN, MAN stb.

Időzítés szerinti osztályozás Szinkron sín (synchronous bus) Aszinkron sín (asynchronous bus)

Szinkron sín (synchronous bus) Órajel segítségével, előre meghatározott sebességgel ütemezve történik az adatátvitel. Minden síntevékenység az órajel által biztosított sínciklus egész számú többszöröséig tart. Nincs kapcsolatfelvétel és visszaigazolás Abban az esetben használható hatékonyan, ha a kommunikációban résztvevő eszközök azonos sebességűek

Aszinkron sín (asynchronous bus) Az események tetszőleges időpontban bekövetkezhetnek Nincs közös órajel (az összekapcsolódó eszközök csak saját órajellel rendelkezhetnek) A kapcsolat csak az adatátvitel idején áll fenn Szükség van a kapcsolatfelvételre, az adatok vételét vissza kell igazolni – ezt hívjuk mesterszinkronizációnak

Típus szerinti osztályozás Párhuzamos sín (parallel bus) Soros sín (serial bus)

Párhuzamos sín (parallel bus) Több csatlakozó helyezkedik el A csatlakozók közötti távolság változhat, az elektromos összeköttetés a csatlakozók között állandó A vezetékek száma lényegtelen, de az lényeges, hogy minden csatlakozóhoz ugyanannyi vezeték csatlakozik Egy időben egy szót visznek át a vezetékeken Példák: ISA, EISA, VESA, PCI

Soros sín (serial bus) Kevés csatlakozóval rendelkeznek Bitről bitre továbbítják az adatokat Gyakran jóval gyorsabban dolgoznak, mint a párhuzamos sínek a kevés kapcsolódási pont ellenére Példák: PCI Express, USB

Teljesítményt befolyásoló tényezők Átvitel sebessége (a sín ciklusideje) A sín órajele Bitszélesség (bitszám), azaz párhuzamosan hány biten megy az információtovábbítás Átviteli protokoll A sínen elhelyezkedő vezérlők száma

Köszönöm a figyelmet!