コンピュータ システムの内部バスの主な種類は何ですか?

コンピュータ システムの内部バスは主に 5 つのカテゴリに分類できます: 1. CPU と RAM の間で処理または保存する必要のあるデータをやり取りするデータ バス; 2. アドレス バス。 RAM 上の位置を指定するために使用され、そこに格納されているデータのアドレス 3. マイクロプロセッサ制御ユニットから周辺機器に信号を送信する制御バス 4. 外部機器間のデータ通信用のバスである拡張バスISA バス、PCI バスなどのコンピュータ ホスト、 5. ローカル バス、高速データ伝送のための拡張バスの代替。

このチュートリアルの動作環境: Windows 7 システム、Dell G3 コンピューター。

バス (Bus) は、コンピューターのさまざまな機能コンポーネント間で情報を伝送するための公衆通信トランクであり、ワイヤーで構成される伝送ハーネスです。

バスは内部構造です。CPU、メモリ、入出力デバイスが情報を送信するための共通チャネルです。ホストのさまざまなコンポーネントはバスを介して接続され、外部デバイスはバスに接続されます。対応するインターフェース回路を介してバスに接続され、コンピュータハードウェアシステムを形成します。

コンピュータシステムにおいて、さまざまなコンポーネント間で情報を伝達するための共通のチャネルはバスと呼ばれ、マイクロコンピュータはバス構造を使用してさまざまな機能コンポーネントを接続します。

コンピュータシステムの内部バスの種類:

バスは機能と仕様に応じて 5 つのタイプに分類できます:

• データ バス: 処理または保存する必要があるデータを CPU と RAM の間でやり取りします。

• アドレス バス: RAM (ランダム アクセス メモリ) に保存されているデータのアドレスを指定するために使用されます。

• コントロールバス: マイクロプロセッサ制御ユニット (Control Unit) から周辺機器に信号を送信します。

• 拡張バス: ISA バスや PCI バスなど、外部デバイスとコンピュータ ホスト間のデータ通信用のバス。

• ローカル バス: 高速データ伝送に代わる拡張バス。

データバス DB (Data Bus)、アドレスバス AB (Address Bus)、制御バス CB (Control Bus) を総称してシステムバスともいいます。バスとして。

データバス DB

「データバス DB」は、データ情報を伝達するために使用されます。データ バスは双方向のスリーステート バスです。つまり、CPU からメモリや I/O インターフェイスなどの他のコンポーネントにデータを送信したり、他のコンポーネントから CPU にデータを送信したりすることもできます。データ バスのビット数はマイクロコンピュータの重要な指標であり、通常はマイクロプロセッサのワード長と一致します。たとえば、Intel 8086 マイクロプロセッサのワード長は 16 ビットで、データ バス幅も 16 ビットです。なお、データの意味は広く、実際のデータである場合もあれば、命令コードやステータス情報である場合もあれば、制御情報である場合もありますので、実際の作業においては、データバス上で送信されるのは必ずしも実際のデータだけであるとは限りません。 。

一般的なデータ バスは、ISA (ISA バス)、EISA、VESA、PCI などです。

アドレス バス AB

「アドレス バス AB」は、CPU から外部メモリまたは I/O ポートにのみアドレスを送信できるため、アドレスを送信するために特別に使用されます。 , したがって、データ バスとは異なり、アドレス バスは常に単方向でトライステートです。 CPU が直接アドレス指定できるメモリ空間のサイズは、アドレス バスのビット数によって決まります。たとえば、8 ビット マイコンのアドレス バスは 16 ビットなので、最大アドレス指定可能な空間は 2^16=64KB となります。 16ビットマイコン（xビット処理、アドレスバスとはマイコンが1クロックサイクルで処理できるビット[1,0]の数、つまりワードサイズを指します）は20ビットで、そのアドレス指定可能な空間は2^20=1MB。一般に、アドレス バスが n ビットの場合、アドレス指定可能な空間は 2^n バイトです。

コントロールバス CB

「コントロールバス CB」は、制御信号やタイミング信号を伝送するために使用されます。制御信号の中には、読み取り/書き込み信号、チップ選択信号、割り込み応答信号など、マイクロプロセッサによってメモリおよび I/O インターフェイス回路に送信されるものと、他のコンポーネントによって CPU にフィードバックされるものがあります。割り込みアプリケーション信号、リセット信号、バス要求信号、デバイスレディ信号など。したがって、制御バスの送信方向は特定の制御信号によって決定され、（情報は）一般に双方向であり、制御バス上のビット数はシステムの実際の制御ニーズに応じて決定されます。実際、制御バスの具体的な状況は主に CPU に依存します。

#バスの特性

バスは、さまざまなコンポーネントを接続する信号線のセットであるためです。情報は信号線上の信号によって表され、さまざまな信号の順序に同意することで、動作の実装方法に同意することができます。バスの特性は次のとおりです。

(1) 物理的特性: 物理的特性は機械的特性とも呼ばれ、バス上のコンポーネントが物理的に接続されているときの幾何学的サイズなどのいくつかの特性を指します。プラグ、ソケットの形状、ピンの数、並び順など。

(2) 機能特性: 機能特性とは、アドレス コードを表すアドレス バスなどの各信号線の機能を指します。データバスは送信されるデータを表すために使用され、コントロールバスはバス上で動作するコマンドやステータスなどを表します。

(3) 電気的特性: 電気的特性とは、各信号線の信号方向と信号の有効レベル範囲を指します。通常、本体装置 (CPU など) が送信する信号を出力信号 (OUT) と呼びます。 ) 、主装置に送られる信号を入力信号(IN)といいます。通常、データ信号とアドレス信号はハイ レベルを論理 1、ロー レベルを論理 0 として定義しますが、制御信号には従来の規則はありません。たとえば、WE はロー レベルが有効、Ready はハイ レベルが有効であることを意味します。さまざまなバスの高レベルと低レベルのレベル範囲については統一された規制はなく、通常は TTL と一致しています。

(4) 時間特性: 時間特性は、論理特性とも呼ばれ、バス動作中に各信号線上の信号がいつ有効であるかを指します。信号の有効性のタイミング関係に関するこの合意により、バスが正しく動作することが保証されます。コンピュータの拡張性やコンポーネントや機器の汎用性を高めるため、オンチップバスに加えて、各コンポーネントや機器が標準化された形でバスに接続され、バス上の情報伝送が標準化された形式で実装されます。やり方。このように規格化されたバスの接続形態や運用方法を総称してバス規格と呼びます。 ISA、PCI、USB バス規格など。同様に、これらの規格を使用するバスは、ISA バス、PCI バス、USB バスなどです。

関連知識の詳細については、FAQ 列をご覧ください。

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