Arquitectura de Bus

Arquitectura de BusEduardo CorpeoEn un sistema digital, para comunicar mltiples bloques es necesario contar con lneas de datos, tpicamente de mltiples canales.A mayor cantidad de bloques, mayor complejidad en el sistema.

Sistemas DigitalesUn mal ejemplo

Un mal ejemplo

Un mal ejemplo

Un mal ejemplo

Un mal ejemplo

No es flexible.

La expansin requiere grandes modificaciones.

Las interconexiones son limitadas.Este esquema no es muy prctico

Es un esquema que contempla flexibilidad para agregar o eliminar elementos.

Los elementos pueden ser maestros o esclavos.

Un maestro determina lo que sucede en el sistema, si l escribe o lee de algn esclavo.

Los esclavos obedecen al maestro.La Arquitectura de BusArquitectura de Bus

Consta de 3 buses:Bus de DatosBus de DireccionesBus de Control10Tpicamente es del tamao de los registros del CPU.Transporta los datos (operandos, resultados, entradas, instrucciones, etc.)Bus de Datos11Es del tamao necesario para poder hacer referencia al mapa de memoria completo,

log2(Tamao Direccionable)

Transporta la direccin (ubicacin):Donde est situado el dato que deseamos leer.Donde deseamos escribir un dato.

Bus de Direcciones12Tpicamente consta de 2 3 lneas.

Contiene informacin de tiempo y control para que funcione el bus.

Generalmente tiene las siguientes lneas:Lectura o Escritura (Sentido de los datos)Reloj (Cundo deseamos que ocurra)Lneas de Chip Select o Chip Enable para habilitar elementos del sistema individualmente.

Bus de Control13Cmo funciona un Bus? Cmo es posible que varios dispositivos lean o escriban en las mismas lneas en distintos instantes de tiempo?

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Con Buffers Triestados!EnableInputOutput00Z01Z10011115Un Diagrama de Tiempos

Espacios de AlmacenamientoLa computadora Automatic Sequence Controlled Calculator (ASCC) fue construida por IBM para la universidad de Harvard en febrero de1944 (La llamaban Mark I).Fue diseada por el Dr. Howard Aiken para hacer clculos navales.A esta computadora debe su nombre la arquitectura Harvard

Universidad de Harvard

En este esquema, la computadora es program-controlled.Esto significa que la computadora no tiene acceso (como datos) al programa que ejecuta.Esto tambin significa que hay un espacio de almacenamiento para datos en general, y otro para las instrucciones que ejecuta.Arquitectura HarvardArquitectura HarvardCPUMemoria de DatosBus de DatosMemoria deInstruccionesBus de InstruccionesEn 1944, mientras John Von Neumann trabajaba en el proyecto ENIAC, escribi un informe preliminar sobre la computadora EDVAC (First Draft of a Report on the EDVAC).El hecho de que Von Neumann escribiera ese documento dio lugar a llamar a este modelo de computadoras Von Neumann.

Universidad de Pennsylvania

En el documento, se propone la implementacin de una computadora de programa almacenado.Esto significa que la computadora debe ser capaz de almacenar cdigo ejecutable. Este no era el caso de todas las computadoras de esa poca: ENIAC era una computadora decimal controlada por programa.First Draft of a Report on the EDVACArquitectura Von NeumannCPUMemoria de

Datos e InstruccionesBus de DatosSi evaluramos las computadoras modernas, todas pareceran ser del tipo Von Neumann porque pueden almacenar archivos ejecutables.Sin embargo esta clasificacin se limita a los primeros niveles de la jerarqua de memoria.La implementacin moderna de las computadoras Harvard se conoce como Modified HarvardMicroprocesadores ModernosEl modelo Von Neumann se puede ver afectado por un structural hazard dado el problema que implica tener un nico bus compartido (Von Neumann Bottleneck).

La mayora de microprocesadores Harvard (Modificado) pueden implementar un pipeline y por lo tanto son de alto desempeo.

Microprocesadores ModernosUn Microprocesador Moderno

Otro Microprocesador Moderno