Buses y Chipsets

Buses y ChipsetsIntegrantes:

Microcomputadoras IIBuses El bus es un sistema digital que transfiere datos entre los componentes de un ordenador o entre ordenadores. Est formado por cables o pistas en un circuito impreso, dispositivos como resistencias y condensadores adems de circuitos integrados.

Buses de comunicacin en un circuito impresoCamino de comunicacin entre dos o ms dispositivos.Est formado por cables o pistas en uncircuito impreso, dispositivos como resistenciasycondensadoresadems de circuitos integradosEn un perodo de tiempo se pueden enviar un conjunto de bits.Las lneas de alimentacin pueden no mostrarseLa tendencia en los ltimos aos es el uso de buses seriales como el USB, Custom Firewire para comunicaciones con perifricos y el reemplazo de buses paralelos para conectar toda clase de dispositivos.

FuncionamientoLa funcin del Bus es la de permitir la conexin lgica entre distintos subsistemas de un sistema digital, enviando datos entre dispositivos de distintos ordenes: desde dentro de los mismos circuitos integrados, hasta equipos digitales completos que forman parte de supercomputadoras.La mayora de los buses estn basados en conductores metlicos por los cuales se trasmiten seales elctricas que son enviadas y recibidas con la ayuda de integrados que poseen una interfaz del bus dado y se encargan de manejar las seales y entregarlas como datos tiles. Las seales digitales que se trasmiten son de datos, de direcciones o seales de control.BUS INTERNOEl bus interno es bsicamente una complicada red de pequeos cables y conectores que comunica a todos los componentes de la PC con el procesador y la memoria.Todos los buses poseen dos partes: bus de direccin y bus de transmisin de datos.El primero determina la direccin donde deben dirigirse los datos y el segundo como su nombre lo indica transfiere la informacin.

BUS DEL SISTEMAFsicamente el bus del sistema es un conjunto de cables, que interconecta las unidades mas importantes de una computadora y puedan comunicarse entre s.

BUS STANDARDEl Industry Standard Architecture (Arquitectura Estndar Industrial), casi siempre abreviado ISA, es una arquitectura de bus creada por IBM en 1980.

Con la introduccin del AT, apareci el nuevo bus de datos de 16 bits (ISA), y compatible con su antecesor. Tambin se ampli el bus de direcciones hasta 24 bits, la velocidad de seales de frecuencia tambin se aument: de 4.77 MHz a 8.33 MHz. De nuevo nos encontramos con un atasco de informacin entre la memoria y la CPU.

BUS LOCALVistos los resultados de los intentos fallidos para renovar y sustituir al bus ISA, surgi este nuevo tipo de bus con un concepto de bus diferente a todos los otros existentes, su mayor consolidacin y aprovechamiento lo tuvo en el rea de las tarjetas grficas, que eran las que ms desfavorecidas quedaron con los anteriores buses y velocidades.

Se inici con el llamado Vesa Local Bus (VL-Bus) y no sustituye al bus ISA sino que lo complementa.

BUS DEDICADOEl bus dedicado permite un controlador DMA (todo se controla desde la CPU).

El bus dedicado trata a la memoria de manera distinta que a los perifricos (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).

El bus dedicado es mucho ms flexible y permite transferencias simultneas. Por contra su estructura es ms compleja y por tanto sus costes son mayores.

Tiene 4 componentes fundamentales:Datos: Intercambio de informacin entre la CPU y los perifricos.Control: Lleva informacin referente al estado de los perifricos (peticin de interrupciones).Direcciones: Identifica el perifrico referido.Sincronizacin: Temporiza las seales de reloj.

BUS EXTENDIDOEISA (Enhanced Industrial Standard Arquitecture), una extensin del primitivo bus ISA o AT. Tal y como haca el MCA, su bus de direcciones era de 32 bits basndose en la idea de controlar un bus desde el microprocesador. Mantuvo la compatibilidad con las tarjetas de expansin de su antecesor ISA, motivo por el cual tuvo que adoptar la velocidad de ste (8.33 MHz).

Fue el primer bus a poder operar con sistemas de multiproceso (integrar al sistema varios buses dentro del sistema, cada uno con su procesador).

Compaas que contribuyeron a su desarrollo: AST, Compaq, Epson, Hewlett Packard,, Olivetti, Tandy, Wyse, y Zenith.

Visin grfica de la Jerarqua de busesMemoriaprincipalCach/PuenteBus del sistemaBus localProcesadorBus dedicadosBus de expansinFAXInterface delBus de expansinMdemSerialSCSIP1394GrficosVdeoLANGeneraciones de Bus

Bus Backplane del PDP-11 junto con algunas tarjetas

Los primeros computadores tenan 2 sistemas de buses, uno para la memoria y otro para los dems dispositivos. La CPU tenia que acceder a dos sistemas con instrucciones para cada uno, protocolos y sincronizaciones diferentes.

Primera Generacin

La empresa DEC not que el uso de dos buses no era necesario si se combinaban las direcciones de memoria con los de los perifricos en un solo espacio de memoria (mapeo), de manera que la arquitectura se simplificaba ahorrando costos de fabricacin en equipos fabricados en masa, como eran los primeros minicomputadores.Segunda generacin

Jerarquia de diversos buses en un equipo moderno: SATA, FSB, AGP, USB entre otrosEl hecho de que el bus fuera pasivo y que usara la CPU como control, representaba varios problemas para la ampliacin y modernizacin de cualquier sistema con esa arquitectura. Adems que la CPU utilizaba una parte considerable de su potencia en controlar el bus. Desde que los procesadores empezaron a funcionar con frecuencias ms altas, se hizo necesario jerararquizar los buses de acuerdo a su frecuencia: se cre el concepto de bus de sistema (conexin entre el procesador y la RAM) y de buses de expansin, haciendo necesario el uso de un Chipset para conectar todo tipo de computadoras no se utiliza el circuito integrado.

Tercera generacin

Los buses de tercera generacin se caracterizan por tener conexiones punto a punto, a diferencia de los buses arriba nombrados en los que se comparten seales de reloj, y otras partes del bus. Esto se logra reduciendo fuertemente el nmero de conexiones que presenta cada dispositivo usando interfaces seriales. Entonces cada dispositivo puede negociar las caractersticas de enlace al inicio de la conexin y en algunos casos de manera dinmica, al igual que sucede en las redes de comunicaciones. Entre los ejemplos ms notables, estn los buses PCI-Express, el Infiniband y el HyperTransport.

Evolucin E/S BusBusAoBus de DatoVelocidad del BusMaximo RendimientoPC and XT1980-828 bitSynchronous with CPU: 4.77 - 6 MHz4-6 MBpsISA (AT)Simple bus.198416 bitSynchronous: 8-10 MHz8 MBpsMCA. Advanced,intelligent bus by IBM.198732 bitAsynchronous:10.33 MHz40 MBpsEISA.Bus for servers.198832 bitSynchronous:max. 8 MHz32 MBpsVL. High speed bus,used in 486s.199332 bitSynchronous:33-50 MHz100-160MBpsPCI. Intelligent,Advanced high speed bus199332 bitAsynchronous:33 MHz132 MBpsUSB. Modern, simple, and intelligent bus.1996Serial1.2 MBpsFireWire (IEEE1394). High-speed I/O bus for storage, video etc.1999Serial80 MBpsUSB 2.02001Serial12-40 MBpsEvolucin Buses

Chipsets El ChipsetDetermina el tipo y velocidad del procesador y la memoria que puede albergar el motherboard

El CHIPSETSon un conjunto de chips controladores soldados al motherboard que manejan todos los buses que funcionan con ste.El NorthBridge se usa como enlace entre el microprocesador y la memoria. Controla las funciones de acceso hacia y entre el microprocesador, la memoria RAM, el puerto grfico AGP o el PCI Express de grficos, y las comunicaciones con el puente sur.El CHIPSETEl SouthBridge controla los dispositivos asociados como son la controladora de discos IDE, puertos USB, Firewire, SATA, RAID, ranuras PCI, ranura AMR, ranura CNR, puertos infrarrojos, disquetera, LAN, PCI Express 1x y una lista de todos los elementos que podamos imaginar integrados en la placa madre. Es el encargado de comunicar el procesador con el resto de los perifricos.Diagrama del chipsets-componentesBUS DE SISTEMABUS DE DATOSBUS DE DIRECCIOSNE

BUS DE SISTEMABUS DE DIRECCIONES

CHIPSET NORTECHIPSETSURBUS DE DATOSBUS DE DIRECCIONESConociendo las partes de la placa base donde se aloja el chipset

Justificacin de los chipsetsSi en un arranque de curiosidad decidiramos abrir un PC nos encontraramos con una placa en la cual estn ubicados el procesador, los mdulos de memoria RAM y otros componentes de menor inters adems de los conectores que la unen con el disco duro, el monitor, etc.

En el ncleo de esta placa, que controla la conexin entre todas las partes del PC, nos encontramos con el Chipset, uno de los protagonistas de este trabajo de investigacin y el encargado de estas comunicaciones.

En resumen el chipset le ayuda al microprocesador en la administracin de las conexiones (buses), de esta manera el microprocesador se ahora este trabajo ,dndole ms eficiencia al sistema de computo.

Fabricantes de ChipSetEn la actualidad los principales fabricantes de chipsets son AMD, ATI Technologies (comprada en 2006 por AMD), Intel, NVIDIA, Silicon Integrated Systems y VIA Technologies.

Intel Corporation Es el ms grande fabricante de chips semiconductores basado en ingresos.

Advanced Micro Devices, Inc.(AMD) Microprocesadorescompatiblesx86(junto aIntel)

ATI Technologies Inc.Procesadores grficos, tarjetas de video y procesadores.

nVidia Corporation(NASDAQ:NVDA) EUnidades de procesamiento grfico, ordenadores personalesy dispositivos mviles

Silicon Integrated Systems(SiS) Empresa encargada de fabricar chipsets,placas madre y otros.

VIA Technologies(TSE:2388) Circuitos integrados,chipsetsdeplacas base, GPU , CPUx 86.Evolucin de los chipsets de Intel.IntelAoDescripcinChipset Intel 955X 2006de mayor desempeo y escalabilidad en la familia de procesadores Intel Xeon de 64 bitsofrece desempeo optimizado, mayor ancho de banda y flexibilidad, manejabilidad e integracin de E/S superiores en comparacin a la generacin anterior de chipsets MP de Intel. Intel 975X Express Chipset

2007Compatible con Intel Pentium D Processor 960 (4M Cache, 3.60 GHz, 800 MHz FSB) ofrece compatibilidad con los procesadores Intel de doble ncleo agrega inteligencia que ayuda a gestionar y a asignar prioridades a los subprocesos mltiples (cudruples) recibidos del procesador. chipset Intel X48 Expres2008en combinacin con el procesador Intel Core2 Duo, Intel Core2 Quad o Intel Core2 Extreme, definen un nuevo estndar de desempeo. El chipset Intel X48 Express, diseado para expandir los lmites, es compatible con el nuevo procesador Intel QX9770 Core2 Extreme con bus frontal de 1600 MHz, memoria DDR3 de canal doble XMP de 1600 MHz, interfaz PCI Express 2.0 X16 dual de prxima generacin y la tecnologa Intel Extreme Tuning para obtener el mximo desempeo de la plataformachipset Intel G9652008Compatible con intel core TM 2duo,pentium 4,celeron DIntel X58 Express2009es compatible con la familia Intel Core i7 de 45 nm a velocidades de 6,4 GT/s y 4,8 GT/s mediante la tecnologa Intel QuickPath Interconnect (Intel QPI). Asimismo, este chipset es compatible con tarjetas para grficos PCI Express* 2.0 en configuraciones dobles x16 o cudruples x8 y admite las unidades de disco Intel de estado slido de alto desempeo en los SKUs de consumidor ICH10 y ICH10R.Intel Q57 Express Chipset(Intel BD82Q57 PCH )2010Compatible con el procesador Intel Core vPro 2010 con Intel Turbo Boost cumplen con la demanda de los ambientes de oficina e incluyen caractersticas mejoradas de seguridad y gestin. La tabla adjunta muestra la evolucin previa de los chipsets mas representantes de Intel.

Chipsets actuales de Intel

Evolucin de los chipsets de AMDAmdAoDescripcinchipset AMD 780G2008Destinado a placas madres en formato mATX, cuyas principales caractersticas son el soporte para DirectX 10, HyperTransport 3.0, soporte para procesadores AMD Phenom, soporte PCI Express 2.0, UVD (Unified Video Decoder), bajo consumo y soporte para la nueva tecnologa grfica de AMD: Hybrid Crossfire.Chipset AMD 785G2009Cuya principal particularidad es la implementacin de unagrfica integrada, nada ms y nada menos que una Ati Radeon 4200 HD. La grfica es unaATi 4200, quiz poco potente pero ms que suficiente para las tareas ms elementales. Gracias a ellas, el equipo podr ofrecer salidas de vdeo DVI, HDMI y/o DisplayPort, dependiendo del modelo de placa elegido

Chipset AMD 890GX2010Tenemos el primero de los chipsets de la Serie 8 de AMD, una tecnologa que sirve como base para la tecnologa VISION de AMD de las plataformas para ordenadores de sobremesa previstas para el segundo trimestre de 2010 y que son compatibles con el prximo procesador AMD Phenom II X6 six-core. sirve como base de las plataformas de 2010 que funcionan con las grficas ATi Radeon HD 4290, SATA 3.0, conectividad USB 3.0. Este nuevo componente nos dar unaos grficos excepcionales y una experiencia de entretenimiento en HD muy interesantes.

Chipsets Actuales de Amd

Evolucin de los chipsets ATI Technologies

IGP 3x0, Mobility Radeon 7000 IGP - Primeros chipsets de ATI. Incluye un procesador de grficos 3D compatible con DirectX 7 .

9100 IGP - sistema de segunda generacin de chipsets. IXP250 southbridge. ATI se destac al completar el primer chipset propio para placas madre, incluyendo un Southbridge construido por ATI. Adem una actualizacin de procesador grficos de clase DirectX 8.1. [15]

Xpress 200/200P - Chipsets PCI Express hechos para Athlon 64 y Pentium 4 . Soporta SATA.

Xpress 3200 - similar a la Xpress 200, pero diseado para un ptimo rendimiento de CrossFire. AMD 580X CrossFire chipset - edicin AMD del renombrado 3200 Xpress, debido a la adquisicin de AMD ATI.

690G, Xpress 1250 - Para las plataformas AMD e Intel. Incluye procesador grficos DirectX 9

Chipset AMD serie 700 - exclusivamente para procesadores AMD, este chipset es un fenomenal apoyo a la familia y a los entusiasta de la plataforma de procesadores Quad FX (790FX),31Evolucin de los chipsets NVIDIANV1ElNV1fue el primer procesador de grficos desarrollado por la corporacinnVIDIAa partir de la arquitectura que haban encontrado al adquirir la compaa3dfx, que fue la verdadera pionera en la revolucin de juegos 3D enordenadorescon su lnea llamada Voodoo,RIVA 128,RIVA 128ZXVANTA LT,RIVA TNT,RIVA TNT 2GeForceSeries GeForce 256, GeForce 2, GeForce 3,GeForce 4, GeForce 5, GeForce FX (5), GeForce 6, GeForce 7, GeForce 8, GeForce 9, GeForce 200, GeForce 300, GeForce 400

Chipsets Actuales de NVIDIA

Lecturas y referenciasStallings, captulo 3.www.pcguide.com/ref/mbsys/buses/www.pcguide.comhttp://www.intel.comhttp://www.fayerwayer.comwww.amd.com

GRACIAS