Reifen (Bus) ist die Gesamtheit der Leitungen (Leiter auf der Hauptplatine), über die PC-Komponenten und Geräte Informationen austauschen. Busse sind für den Informationsaustausch zwischen zwei oder mehr Geräten konzipiert. Ein Bus, der nur zwei Geräte verbindet, wird aufgerufen Hafen. In Abb. 1 zeigt die Busstruktur.

Der Bus verfügt über Anschlüsse für externe Geräte – Slots, die dadurch Teil des Busses werden und mit allen anderen daran angeschlossenen Geräten Informationen austauschen können.

Reis. 1. Busstruktur

Busse im PC unterscheiden sich in ihrem funktionalen Zweck :

• Systembus(oder CPU-Bus) wird von Cipset-Chips verwendet, um Informationen von und nach zu senden (siehe auch Abb. 1);
• Reifen Entwickelt, um Informationen zwischen der CPU und dem Cache-Speicher auszutauschen (siehe auch Abb. 1);
• Speicherbus wird zum Austausch von Informationen zwischen RAM und CPU verwendet;
• I/O-Busse Die Informationen sind in Standard- und lokale Informationen unterteilt.

Lokaler I/O-Bus ist ein Hochgeschwindigkeitsbus für den Informationsaustausch zwischen Hochgeschwindigkeits-Peripheriegeräten (Videoadapter, Netzwerkkarten, Scannerkarten usw.) und dem von der CPU gesteuerten Systembus. Derzeit wird der PCI-Bus als lokaler Bus verwendet. Um die Videoeingabe/-ausgabe zu beschleunigen und die PC-Leistung bei der Verarbeitung von 3D-Bildern zu verbessern, hat Intel den AGP-Bus entwickelt ( BeschleunigtGrafikHafen).

Standard-I/O-Bus Wird verwendet, um langsamere Geräte (z. B. Mäuse, Tastaturen, Modems, alte Soundkarten) an die oben aufgeführten Busse anzuschließen. Als Bus wurde bis vor kurzem der ISA-Standardbus verwendet. Derzeit handelt es sich um einen USB-Bus.

Der Bus verfügt über eine eigene Architektur, die es ermöglicht, seine wichtigsten Eigenschaften umzusetzen – die Möglichkeit, eine nahezu unbegrenzte Anzahl externer Geräte parallel anzuschließen und den Informationsaustausch zwischen ihnen sicherzustellen. Die Architektur eines jeden Busses besteht aus den folgenden Komponenten:

• Leitungen zum Datenaustausch (Datenbus);
• Leitungen zur Adressierung von Daten (Adressbus);
• Datensteuerleitungen (Steuerbus);
• Bus-Controller.

Regler Der Bus steuert den Prozessor für den Datenaustausch und Servicesignale und wird üblicherweise in Form eines separaten Chips oder in Form eines kompatiblen Chipsatzes – Chipsatz – implementiert.

Datenbus sorgt für den Datenaustausch zwischen der CPU, den in den Steckplätzen installierten Erweiterungskarten und dem RAM-Speicher. Je höher die Busbreite, desto mehr Daten können pro Taktzyklus übertragen werden und desto höher ist die PC-Leistung. Computer mit einem 80286-Prozessor verfügen über einen 16-Bit-Datenbus, Computer mit einer 80386- und 80486-CPU über einen 32-Bit-Datenbus und Computer mit einer CPU der Pentium-Familie über einen 64-Bit-Datenbus.

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Adressbus dient dazu, jedem PC-Gerät die Adresse mitzuteilen, mit dem die CPU Daten austauscht. Jede PC-Komponente, jedes I/O-Register und jede RAM-Zelle hat eine eigene Adresse und ist im allgemeinen Adressraum des PCs enthalten. Über den Adressbus wird ein Identifikationscode übertragen ( Adresse) Absender und (oder) Empfänger der Daten.

Um den Datenaustausch zu beschleunigen, wird ein Zwischendatenspeichergerät verwendet - RAM – RAM. Dabei spielt die Menge der darin zwischenspeicherbaren Daten eine entscheidende Rolle. Die Lautstärke hängt davon ab abhängig von der Adressbusbreite(Anzahl der Zeilen) und damit aus der maximal möglichen Anzahl der vom Prozessor auf dem Adressbus generierten Adressen, d. h. von der Anzahl der RAM-Zellen ab, denen eine Adresse zugewiesen werden kann. Die Anzahl der RAM-Zellen sollte 2n nicht überschreiten N– Adressbusbreite. Andernfalls werden einige Zellen nicht genutzt, da der Prozessor sie nicht ansprechen kann.

Im binären Zahlensystem beträgt die maximal adressierbare Speichergröße 2n, wobei N– Anzahl der Adressbusleitungen.

Der 8088-Prozessor verfügte beispielsweise über 20 Adressleitungen und konnte somit 1 MB Speicher adressieren (2 20 = 1.048.576 Bytes = 1024 KB). Bei PCs mit dem 80286-Prozessor wurde der Adressbus auf 24 Bit erhöht, und die Prozessoren 80486, Pentium, Pentium MMX und Pentium II verfügen bereits über einen 32-Bit-Adressbus, mit dem Sie 4 GB Speicher adressieren können.

Steuerbus überträgt eine Reihe von Dienstsignalen: Schreiben/Lesen, Bereitschaft zum Empfangen/Senden von Daten, Bestätigung des Datenempfangs, Hardware-Interrupt, Steuerung und andere, um die Datenübertragung sicherzustellen.

Hauptmerkmale des Reifens

Busbreite bestimmt durch die Anzahl der darin enthaltenen parallelen Leiter. Der erste ISA-Bus für den IBM-PC war 8-Bit, d. h. es könnte gleichzeitig 8 Bit übertragen. Die Systembusse moderner PCs, zum Beispiel Pentium IV, sind 64-Bit.

Bandbreite Reifen wird durch die Anzahl der Informationsbytes bestimmt, die pro Sekunde über den Bus übertragen werden.

Bei der Berechnung des Durchsatzes beispielsweise des AGP-Busses sollte dessen Betriebsart berücksichtigt werden: Durch Verdoppelung der Taktfrequenz des Videoprozessors und Änderung des Datenübertragungsprotokolls konnte der Busdurchsatz um zwei (2) gesteigert werden x-Modus) oder viermal (4 x-Modus), was einer Erhöhung der Bustaktfrequenz um die entsprechende Anzahl (bis zu 133 bzw. 266 MHz) entspricht.

Externe Geräte werden über an die Busse angeschlossen Schnittstelle (Schnittstelle– Pairing), bei dem es sich um eine Reihe verschiedener Merkmale eines PC-Peripheriegeräts handelt, die die Organisation des Informationsaustauschs zwischen ihm und dem Zentralprozessor bestimmen.

Zu diesen Merkmalen gehören elektrische und zeitliche Parameter, eine Reihe von Steuersignalen, ein Datenaustauschprotokoll und Designmerkmale der Verbindung. Der Datenaustausch zwischen PC-Komponenten ist nur möglich, wenn die Schnittstellen dieser Komponenten kompatibel sind.

PC-Bus-Standards

Das Prinzip der IBM-Kompatibilität impliziert eine Standardisierung der Schnittstellen einzelner PC-Komponenten, was wiederum die Flexibilität des Gesamtsystems bestimmt, d.h. die Möglichkeit, die Systemkonfiguration zu ändern und bei Bedarf verschiedene Peripheriegeräte anzuschließen. Bei Schnittstelleninkompatibilität kommen Controller zum Einsatz. Darüber hinaus werden Flexibilität und Systemvereinheitlichung durch die Einführung zwischengeschalteter Standardschnittstellen erreicht, wie sie beispielsweise für den Betrieb der wichtigsten Ein- und Ausgabeperipheriegeräte erforderlich sind.

Systembus Entwickelt, um Informationen zwischen der CPU, dem Speicher und anderen im System enthaltenen Geräten auszutauschen. Zu den Systembussen gehören:

• GTL mit einer Bittiefe von 64 Bit und einer Taktfrequenz von 66, 100 und 133 MHz;
• EV6, dessen Spezifikation eine Erhöhung der Taktfrequenz auf 377 MHz ermöglicht.

Reifen werden im Einklang mit der Entwicklung der PC-Peripheriegeräte verbessert. In der Tabelle Abbildung 2 zeigt die Eigenschaften einiger E/A-Busse.

ReifenISA galt viele Jahre lang als PC-Standard, wird aber auch heute noch in manchen PCs zusammen mit dem modernen PCI-Bus beibehalten. Intel hat zusammen mit Microsoft eine Strategie zum Ausstieg aus dem ISA-Bus entwickelt. Zunächst ist geplant, ISA-Anschlüsse auf der Hauptplatine zu eliminieren, anschließend ISA-Steckplätze zu eliminieren und Festplatten, Mäuse, Tastaturen, Scanner an den USB-Bus sowie Festplatten und CD-ROM-Laufwerke an den IEEE 1394-Bus anzuschließen , wird das Vorhandensein einer riesigen Flotte von PCs mit dem ISA-Bus noch einige Zeit gefragt sein.

Reifen EISA wurde zu einer Weiterentwicklung des ISA-Busses in Richtung Erhöhung der Systemleistung und Kompatibilität seiner Komponenten. Der Bus ist aufgrund seiner hohen Kosten und Bandbreite, die denen des auf dem Markt erschienenen VESA-Busses unterlegen ist, nicht weit verbreitet.

Tabelle 2. E/A-Bus-Spezifikationen

Reifen	Tiefe, Bits	Taktfrequenz, MHz	Bandbreite, MB/s
ISA 8-Bit	08	8,33	0008,33
ISA 16-Bit	16	8,33	0016,6
EISA	32	8,33	0033,3
VLB	32	33	0132,3
PCI	32	33	0132,3
PCI 2.1 64-Bit	64	66	0528,3
AGP (1 x)	32	66	0262,6
AGP (2 x)	32	66x2	0528,3
AGP (4 x)	32	66x2	1056,6

Reifen VESA , oder VLB , Entwickelt, um die CPU mit schnellen Peripheriegeräten zu verbinden und ist eine Erweiterung des ISA-Busses zum Austausch von Videodaten.

Reifen PCI wurde von Intel für den Pentium-Prozessor entwickelt und ist ein völlig neuer Bus. Das Grundprinzip des PCI-Busses ist die Verwendung sogenannter Bridges, die zwischen dem PCI-Bus und anderen Bustypen kommunizieren. Der PCI-Bus implementiert das Bus-Mastering-Prinzip, was die Fähigkeit eines externen Geräts beinhaltet, den Bus beim Senden von Daten zu steuern (ohne Beteiligung der CPU). Bei der Informationsübertragung übernimmt ein Gerät, das Bus Mastering unterstützt, den Bus und wird zum Master. In diesem Fall wird der Zentralprozessor während der Datenübertragung für andere Aufgaben entlastet. Im modernen

Auf Motherboards ist die PCI-Bus-Taktfrequenz auf die Hälfte der Systembus-Taktfrequenz eingestellt, d. h. Bei einer Systembus-Taktfrequenz von 66 MHz wird der PCI-Bus mit 33 MHz betrieben. Derzeit ist der PCI-Bus zum De-facto-Standard unter den I/O-Bussen geworden.

Reifen AGP – lokaler Hochgeschwindigkeits-Ein-/Ausgabebus, der ausschließlich für die Anforderungen des Videosystems entwickelt wurde. Es verbindet den Videoadapter (3D-Beschleuniger) mit dem PC-Speichersystem. Der AGP-Bus wurde auf Basis der PCI-Bus-Architektur konzipiert, ist also ebenfalls 32-Bit. Allerdings bietet es zusätzliche Möglichkeiten zur Durchsatzsteigerung, insbesondere durch den Einsatz höherer Taktraten.

Reifen USB wurde von den führenden Unternehmen der Computer- und Telekommunikationsbranche Compaq, DEC, IBM, Intel und Microsoft für den Anschluss von Peripheriegeräten außerhalb des PC-Gehäuses entwickelt. Die Geschwindigkeit des Informationsaustauschs über den USB-Bus beträgt 12 Mbit/s bzw. 15 MB/s. An Computer, die mit einem USB-Bus ausgestattet sind, können Sie Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus, Joystick und Drucker anschließen, ohne den Strom auszuschalten. Alle Peripheriegeräte müssen mit USB-Anschlüssen ausgestattet sein und über eine separate Remote-Einheit namens „ USB-Hub , oder Nabe , mit dem Sie bis zu 127 Peripheriegeräte an Ihren PC anschließen können. Die Architektur des USB-Busses ist in Abb. dargestellt. 4.

Reifen SCSI (KleinComputerSystemSchnittstelle) Bietet Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 320 MB/s und ermöglicht den Anschluss von bis zu acht Geräten an einen Adapter: Festplatten, CD-ROM-Laufwerke, Scanner, Foto- und Videokameras. Eine Besonderheit des SCSI-Busses besteht darin, dass es sich um eine Kabelschleife handelt. Der SCSI-Bus ist über mit PC-Bussen (ISA oder PCI) verbunden Host-Adapter (GastgeberAdapter). Jedes an den SCSI-Bus angeschlossene Gerät kann die Kommunikation mit anderen Geräten initiieren.

Reifen IEEE 1394 – Dies ist ein lokaler serieller Hochgeschwindigkeitsbusstandard, der von Apple und Texas Instruments entwickelt wurde. Der IEEE 1394-Bus dient zum Austausch digitaler Informationen zwischen

PCs und andere elektronische Geräte, insbesondere zum Anschluss von Festplatten und Audio- und Videoverarbeitungsgeräten sowie zum Ausführen von Multimediaanwendungen. Es ist in der Lage, Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1600 MB/s zu übertragen und arbeitet gleichzeitig mit mehreren Geräten, die Daten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übertragen, genau wie SCSI.

Über die IEEE 1394-Schnittstelle kann nahezu jedes SCSI-fähige Gerät an einen Computer angeschlossen werden. Dazu gehören alle Arten von Festplatten, einschließlich Festplatten, optische Laufwerke, CD-ROMs, DVDs, digitale Videokameras und Geräte. Dank dieser umfassenden Möglichkeiten ist dieser Bus der vielversprechendste Bus für die Kombination eines Computers mit Unterhaltungselektronik. Derzeit werden IEEE 1394-Adapter für den PCI-Bus produziert.

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Von ihnen hängt die Leistungsfähigkeit des Gesamtsystems ab. Auf der Hauptplatine gibt es für jedes Gerät – Festplatten usw. – eine elektronische Steuerschaltung – einen Adapter oder Controller. Einige Controller können mehrere Geräte gleichzeitig steuern.

Alle Computercontroller interagieren mit dem Prozessor und über den Systemdatenübertragungsbus, der auch als System bezeichnet wird Reifen. Moderne Motherboards verfügen neben dem Systembus über mehrere Busse und entsprechende Anschlüsse zum Anschluss von Geräten:

1. Speicherbus – zum Austausch von Informationen zwischen RAM und dem Zentralprozessor;
2. AGP-Bus – zum Anschluss eines Videoadapters.
3. Cache-Speicherbus – zum Austausch von Informationen zwischen dem Cache-Speicher und dem Zentralprozessor;
4. I/O-Busse (Schnittstellenbusse) – werden zum Verbinden verschiedener Geräte verwendet.

Es gibt drei Hauptindikatoren für den Betrieb des Computerbusses: Taktrate, Bittiefe, Datenübertragungsrate oder Durchsatz.

Der Betrieb eines Computers hängt von der Taktfrequenz ab, die von einem Quarzoszillator bestimmt wird, bei dem es sich um einen Zinnbehälter mit einem darin platzierten Quarzkristall handelt. Unter dem Einfluss elektrischer Spannung kommt es im Kristall zu elektrischen Schwingungen. Die Frequenz dieser Schwingungen wird Taktfrequenz genannt. Alle Änderungen logischer Signale in jedem Computerchip erfolgen in bestimmten Zeitintervallen, sogenannten Taktzyklen. Daher ist die kleinste Zeiteinheit für die meisten Computerlogikgeräte die Taktperiode. Jeder Vorgang erfordert mindestens einen Taktzyklus, obwohl einige moderne Geräte es schaffen, mehrere Vorgänge in einem Taktzyklus auszuführen. Die Taktrate eines Computers wird in Megahertz (MHz oder GHz) gemessen. Es gibt sogenannte Leeruhren (Wartezyklen), wenn ein Gerät gerade auf die Antwort eines anderen Geräts wartet. Auf diese Weise ist die Arbeit des Arbeitsspeichers und des Computerprozessors organisiert, dessen Taktfrequenz deutlich höher ist als die Taktfrequenz des Arbeitsspeichers.

Busse nutzen mehrere Kanäle zur Übertragung elektrischer Signale. Wenn 32 Kanäle verwendet werden, gelten die Busse als 32-Bit. Wenn 64 Kanäle verwendet werden, gelten die Busse als 64-Bit. Tatsächlich verfügen Busse beliebiger Breite über eine größere Anzahl an Kanälen. Zusätzliche Kanäle dienen der Übertragung spezifischer Informationen.

Jeder Computerbus unterscheidet sich von einem einfachen Leiter dadurch, dass er über drei Arten von Leitungen verfügt: Datenleitungen, Adressleitungen, Steuerleitungen.

Der Datenbus tauscht zwischen dem Zentralprozessor, in Steckplätzen installierten Erweiterungskarten und dem Arbeitsspeicher des Computers aus.

Der Datenaustausch ist nur möglich, wenn Absender und Empfänger dieser Daten bekannt sind. Jede Komponente eines Personalcomputers hat eine eigene Adresse und ist im allgemeinen Adressraum enthalten. Zur Adressierung eines Geräts wird ein Adressbus verwendet, über den die eindeutige Adresse des Geräts übertragen wird. Die maximale RAM-Größe hängt von der Breite des Adressbusses des Computers (Anzahl der Leitungen) ab und beträgt 2 hoch n, wobei n die Anzahl der Leitungen des Adressbusses ist. Beispielsweise verfügen Computer mit einem 80486-Prozessor oder höher über einen 32-Bit-Adressbus, der 4 GB Speicher adressieren kann.

Um Daten erfolgreich über den Bus zu übertragen, reicht es nicht aus, sie auf dem Datenbus zu installieren und die Adresse auf dem Adressbus einzustellen. Darüber hinaus sind eine Reihe von Servicesignalen erforderlich, die über den Computer-Steuerbus übertragen werden.

Die Geschwindigkeit jedes Computerbusses wird durch seinen Durchsatz charakterisiert, der maximal möglichen Übertragung auf dem Bus pro Zeiteinheit, und wird in MB/s oder GB/s gemessen. Die Busbandbreite wird durch das Produkt aus Datenleitungsbreite und Taktfrequenz bestimmt. Je höher der Durchsatz, desto höher die Leistung des Gesamtsystems.

Tatsächlich wird der Durchsatz eines Computerbusses durch viele verschiedene Faktoren beeinflusst: ineffektive Materialleitfähigkeit, Konstruktions- und Montagefehler und vieles mehr. Der Unterschied zwischen der theoretischen und der praktischen Datenübertragungsgeschwindigkeit kann bis zu 25 % betragen.

Es war 8-Bit, d.h. es könnte gleichzeitig 8 Bit übertragen. Die Systembusse moderner PCs, zum Beispiel Pentiurr IV, sind 64-Bit.

Der Busdurchsatz wird durch die Anzahl der Informationsbytes bestimmt, die pro Sekunde über den Bus übertragen werden. Um die Busbandbreite zu bestimmen, ist es notwendig, die Bustaktfrequenz mit seiner Bitbreite zu multiplizieren. Für einen 16-Bit-ISA-Bus ist die Bandbreite beispielsweise wie folgt definiert:

(16 Bit * 8,33 MHz): 8 = 16,66 MB/s.

Bei der Berechnung des Durchsatzes beispielsweise des AGP-Busses sollte dessen Betriebsart berücksichtigt werden: Durch Verdoppelung der Taktfrequenz des Videoprozessors und Änderung des Datenübertragungsprotokolls konnte der Busdurchsatz um das Zweifache (2x) gesteigert werden Modus) oder viermal (4*-Modus), was einer Erhöhung der Bustaktfrequenz um die entsprechende Anzahl (bis zu 133 bzw. 266 MHz) entspricht.

Externe Geräte werden über eine Schnittstelle (Schnittstelle – Paarung) mit den Bussen verbunden. Dabei handelt es sich um eine Reihe verschiedener Eigenschaften eines PC-Peripheriegeräts, die die Organisation des Informationsaustauschs zwischen ihm und dem Zentralprozessor bestimmen.

Zu diesen Merkmalen gehören elektrische und zeitliche Parameter, eine Reihe von Steuersignalen, ein Datenaustauschprotokoll und Designmerkmale der Verbindung. Der Datenaustausch zwischen PC-Komponenten ist nur möglich, wenn die Schnittstellen dieser Komponenten kompatibel sind.

PC-Bus-Standards

Das Prinzip der IBM-Kompatibilität impliziert eine Standardisierung der Schnittstellen einzelner PC-Komponenten, was wiederum die Flexibilität des Gesamtsystems bestimmt, d.h. die Möglichkeit, die Systemkonfiguration zu ändern und bei Bedarf verschiedene Peripheriegeräte anzuschließen. Bei Schnittstelleninkompatibilität kommen Controller zum Einsatz. Darüber hinaus werden Flexibilität und Vereinheitlichung des Systems durch die Einführung zwischengeschalteter Standardschnittstellen wie seriellen und parallelen Datenübertragungsschnittstellen erreicht. Diese Schnittstellen sind für den Betrieb der wichtigsten peripheren Ein- und Ausgabegeräte notwendig.

Der Systembus dient zum Austausch von Informationen zwischen der CPU, dem Speicher und anderen im System enthaltenen Geräten.

Zu den Systembussen gehören:

GTL mit einer Bittiefe von 64 Bit und einer Taktfrequenz von 66, 100 und 133 MHz;

EV6, dessen Spezifikation eine Erhöhung der Taktfrequenz auf 377 MHz ermöglicht.

I/O-Busse werden im Einklang mit der Entwicklung der PC-Peripheriegeräte verbessert. In der Tabelle 2.5 zeigt die Eigenschaften einiger Ein-/Ausgabebusse.

ISA-Bus galt viele Jahre lang als PC-Standard, wird aber auch heute noch in manchen PCs zusammen mit dem modernen PCI-Bus beibehalten. Intel hat zusammen mit Microsoft eine Strategie zum Ausstieg aus dem ISA-Bus entwickelt. Zunächst ist geplant, die ISA-Anschlüsse auf dem Motherboard zu eliminieren, anschließend die ISA-Steckplätze zu eliminieren und Festplatten, Mäuse, Tastaturen, Scanner an den USB-Bus sowie Festplatten, CD-ROM- und DVD-ROM-Laufwerke an den NEC anzuschließen Das Vorhandensein einer großen Anzahl von PCs mit ISA-Bus und entsprechenden Komponenten lässt jedoch darauf schließen, dass der 16-Bit-ISA-Bus noch einige Zeit gefragt sein wird.

EISA-Bus wurde zu einer Weiterentwicklung des ISA-Busses in Richtung Erhöhung der Systemleistung und Kompatibilität seiner Komponenten. Der Bus ist aufgrund seiner hohen Kosten und Bandbreite, die dem auf dem Markt erschienenen VESA-Bus unterlegen ist, nicht weit verbreitet.

VESA-Bus, oder VLB, Entwickelt, um die CPU mit schnellen Peripheriegeräten zu verbinden und ist eine Erweiterung des ISA-Busses zum Austausch von Videodaten. Als der Prozessor CPU 80486 den Computermarkt dominierte, war der VLB-Bus recht beliebt, wurde aber mittlerweile durch den leistungsstärkeren PCI-Bus ersetzt.

PCI-Bus wurde von Intel für den Pentium-Prozessor entwickelt und ist ein völlig neuer Bus. Das Grundprinzip des PCI-Busses ist die Verwendung sogenannter Bridges, die zwischen dem PCI-Bus und anderen Bustypen kommunizieren. Der PCI-Bus implementiert das Bus-Mastering-Prinzip, was die Fähigkeit eines externen Geräts beinhaltet, den Bus beim Senden von Daten zu steuern (ohne Beteiligung der CPU).

Bei der Informationsübertragung übernimmt ein Gerät, das Bus Mastering unterstützt, den Bus und wird zum Master. In diesem Fall wird der Zentralprozessor während der Datenübertragung für andere Aufgaben entlastet. Bei modernen Motherboards ist die Taktfrequenz des PCI-Busses auf die Hälfte der Taktfrequenz des Systembusses eingestellt, d. h. Bei einer Systembus-Taktfrequenz von 66 MHz arbeitet der PCI-Bus mit einer Frequenz von 33 MHz. Derzeit ist der PCI-Bus zum De-facto-Standard unter den I/O-Bussen geworden. In Abb. 2.6 zeigt die PCI-Bus-Architektur

AGP-Bus— lokaler Hochgeschwindigkeits-Ein-/Ausgabebus, der ausschließlich für die Anforderungen des Videosystems entwickelt wurde. Es verbindet den Videoadapter (ZO-Beschleuniger) mit dem PC-Systemspeicher. Der AGP-Bus wurde auf Basis der PCI-Bus-Architektur konzipiert, ist also ebenfalls 32-Bit. Gleichzeitig bietet es jedoch zusätzliche Möglichkeiten zur Durchsatzsteigerung, insbesondere durch den Einsatz höherer Taktfrequenzen.

Wenn in der Standardversion der 32-Bit-PCI-Bus eine Taktfrequenz von 33 MHz hat, was einen theoretischen PCI-Durchsatz von 33 x 32 = 1056 Mbit/s = 132 MB/s liefert, dann wird der AGP-Bus durch ein Signal mit getaktet eine Frequenz von 66 MHz, daher beträgt der Durchsatz im 1x-Modus 66 x 32 = 264 MB/s; im 2x-Modus beträgt die äquivalente Taktfrequenz 132 MHz und die Bandbreite 528 MB/s; Im 4x-Modus beträgt der Durchsatz etwa 1 GB/s.

USB-Bus wurde von den führenden Unternehmen der Computer- und Telekommunikationsbranche Compaq, DEC, IBM, Intel und Microsoft für den Anschluss von Peripheriegeräten außerhalb des PC-Gehäuses entwickelt. Die Geschwindigkeit des Informationsaustauschs über den USB-Bus beträgt 12 Mbit/s bzw. 15 MB/s. An Computer, die mit einem USB-Bus ausgestattet sind, können Sie Peripheriegeräte wie Tastatur, Maus, Joystick und Drucker anschließen, ohne den Strom auszuschalten. Der TJSB-Bus unterstützt die Plug & Play-Technologie.

Wenn ein Peripheriegerät angeschlossen wird, wird es automatisch konfiguriert. Alle Peripheriegeräte müssen mit USB-Anschlüssen ausgestattet und über eine separate Remote-Einheit namens USB-Hub oder Hub mit dem PC verbunden sein, mit der bis zu 127 Peripheriegeräte an den PC angeschlossen werden können. Die Architektur des USB-Busses ist in Abb. dargestellt. 2.7.

SCSI-Bus(Small Computer System Interface) bietet Datenübertragungsgeschwindigkeiten von bis zu 320 MB/s und ermöglicht den Anschluss von bis zu acht Geräten an einen Adapter: Festplatten, CD-ROM-Laufwerke, Scanner, Foto- und Videokameras. Eine Besonderheit des SCSI-Busses besteht darin, dass es sich um eine Kabelschleife handelt. Der SCSI-Bus ist über einen Host-Adapter mit den PC-Bussen (ISA oder PCI) verbunden. Jedes an den Bus angeschlossene Gerät verfügt über eine eigene Identifikationsnummer (ID). Jedes an den SCSI-Bus angeschlossene Gerät kann die Kommunikation mit einem anderen Gerät initiieren.

In Abb. Abbildung 2.8 zeigt den Anschluss von Peripheriegeräten an einen PC über den SCSI-Bus. Es gibt eine große Auswahl an SCSI-Versionen, von der ursprünglichen SCSI I, die einen maximalen Durchsatz von 5 MB/s bietet, bis zur Ultra 320-Version, die einen maximalen Durchsatz von 320 MB/s bietet. Der IEEE 1394-Bus kann mit dem SCSI-Bus konkurrieren.

IEEE 1394-Bus ist ein lokaler serieller Hochgeschwindigkeitsbusstandard, der von Apple und Texas Instruments entwickelt wurde. Der IEEE 1394-Bus ist für den Austausch digitaler Informationen zwischen PCs und anderen elektronischen Geräten konzipiert, insbesondere für den Anschluss von Festplatten und Audio- und Videoverarbeitungsgeräten sowie Multimediaanwendungen. Es ist in der Lage, Daten mit Geschwindigkeiten von bis zu 1600 Mbit/s zu übertragen und gleichzeitig mit mehreren Geräten zu arbeiten, die Daten mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten übertragen, genau wie SCSI. Wie USB unterstützt der IEEE 1394-Bus vollständig die Plug & Play-Technologie, einschließlich der Möglichkeit, Komponenten zu installieren, ohne den PC auszuschalten.

Über die IEEE 1394-Schnittstelle kann nahezu jedes SCSI-fähige Gerät an einen Computer angeschlossen werden. Dazu gehören alle Arten von Festplattenlaufwerken, einschließlich Festplatten, optische Laufwerke, CD-ROMs, DVDs, digitale Videokameras, Tonbandgeräte und viele andere Peripheriegeräte. Dank dieser umfassenden Möglichkeiten ist dieser Bus der vielversprechendste Bus für die Kombination eines Computers mit Unterhaltungselektronik. Derzeit werden IEEE 1394-Adapter für den PCI-Bus produziert.

Fragen an die Schüler zum Mitschreiben:

1. Busdefinition

2. Zweck der Reifen

3. Busarchitektur

4. Das Konzept der Busbreite.

5. Das Konzept der Busbandbreite

6. PC-Bus-Schnittstelle

7. Prinzip der IBM-Kompatibilität

8. Reifentypen und ihre Eigenschaften (füllen Sie die Tabelle aus)

Reifentypen	Reifeneigenschaften
Geschwindigkeit	Zweck	Besonderheiten	Vorteile	Mängel

Einführung

1. Innenreifen

1.1.1 PCI Express 1.0

1.1.2 PCI Express 2.0

1.1.3 PCI Express 3.0

1.2 HyperTransport

2. Außenreifen

2.3.1 SATA Revision 2.x

2.3.2 SATA Revision 3.x

2.4 SerialAttachedSCSI

2.4.2 Neue Funktionen in SAS 2.0

Abschluss

Liste der Informationsquellen

Computerbus (vom englischen Computerbus, bidirektionaler Universalschalter – bidirektionaler Universalschalter) – in der Computerarchitektur ein Subsystem, das Daten zwischen den Funktionsblöcken des Computers überträgt. Typischerweise wird der Bus von einem Fahrer gesteuert. Im Gegensatz zur Punkt-zu-Punkt-Kommunikation können mehrere Geräte über einen einzigen Kabelsatz an einen Bus angeschlossen werden. Jeder Bus definiert seinen eigenen Satz von Anschlüssen (Verbindungen) zum physischen Verbinden von Geräten, Karten und Kabeln.

Frühe Computerbusse waren parallele elektrische Busse mit mehreren Verbindungen, heute wird der Begriff jedoch für jeden physischen Mechanismus verwendet, der die gleiche logische Funktionalität wie parallele Computerbusse bietet.

Der Computerbus dient der Datenübertragung zwischen einzelnen Funktionsblöcken des Computers und besteht aus einer Reihe von Signalleitungen mit bestimmten elektrischen Eigenschaften und Informationsübertragungsprotokollen. Busse können sich in der Kapazität, der Signalübertragungsmethode (seriell oder parallel, synchron oder asynchron), der Bandbreite, der Anzahl und Art der unterstützten Geräte, dem Betriebsprotokoll und dem Zweck (intern oder Schnittstelle) unterscheiden.

1.1.1 PCI Express 1.0

PCI Express ist ein Computerbus, der das PCI-Bus-Softwaremodell und ein leistungsstarkes physikalisches Protokoll verwendet, das auf serieller Datenübertragung basiert.

Der von Intel und seinen Partnern entwickelte serielle PCI-Express-Bus soll den parallelen PCI-Bus und seine erweiterte und spezialisierte Variante AGP ersetzen.

Beim Anschließen eines PCI-Express-Geräts wird eine bidirektionale serielle Punkt-zu-Punkt-Verbindung verwendet, die als Lane bezeichnet wird. Dies steht im krassen Gegensatz zu PCI, das alle Geräte an einen gemeinsamen parallelen bidirektionalen 32-Bit-Bus verbindet.

Die Verbindung zwischen zwei PCI-Express-Geräten wird als Link bezeichnet und besteht aus einer (1x genannten) oder mehreren (2x, 4x, 8x, 12x, 16x und 32x) Lane-Verbindungen. Jedes Gerät muss eine 1x-Verbindung unterstützen.

Auf elektrischer Ebene nutzt jede Verbindung Low Voltage Differential Signaling (LVDS), wobei jedes PCI-Express-Gerät Informationen über zwei separate Leitungen sendet und empfängt, sodass das Gerät im einfachsten Fall über nur vier Leitungen mit dem PCI-Express-Switch verbunden ist.

Die Verwendung dieses Ansatzes bietet folgende Vorteile:

· Eine PCI-Express-Karte passt in jeden Steckplatz mit gleicher oder größerer Bandbreite und funktioniert ordnungsgemäß (z. B. funktioniert eine x1-Karte in x4- und x16-Steckplätzen).

· Ein Steckplatz mit größerer physikalischer Größe wird möglicherweise nicht von allen Spuren genutzt (z. B. kann ein 16x-Steckplatz mit Informationsübertragungsleitungen verbunden werden, die 1x oder 8x entsprechen, und das alles wird normal funktionieren; es ist jedoch notwendig, alle zu verbinden „Power“- und „Masse“-Leitungen“, erforderlich für Steckplatz 16x).

In beiden Fällen nutzt der PCI-Express-Bus die maximale Anzahl verfügbarer Lanes sowohl für die Karte als auch für den Steckplatz. Dies ermöglicht jedoch nicht, dass das Gerät in einem Steckplatz funktioniert, der für Karten mit geringerer PCI-Express-Busbandbreite ausgelegt ist (z. B. passt eine x4-Karte physisch nicht in einen x1-Steckplatz, obwohl sie in einem x4-Steckplatz mit nur einer Karte funktionieren könnte). Fahrbahn).

PCI Express sendet alle Steuerinformationen, einschließlich Interrupts, über dieselben Leitungen, die auch für die Datenübertragung verwendet werden. Das serielle Protokoll kann niemals blockiert werden, sodass die Latenzen des PCI-Express-Busses durchaus mit denen des PCI-Busses vergleichbar sind. Bei allen seriellen Hochgeschwindigkeitsprotokollen (z. B. GigabitEthernet) müssen Zeitinformationen in das übertragene Signal eingebaut werden. Auf der physischen Ebene verwendet PCI Express die mittlerweile allgemein akzeptierte 8B/10B-Kodierungsmethode (8 Datenbits werden durch 10 über den Kanal übertragene Bits ersetzt, sodass 20 % des Datenverkehrs redundant sind), was die Störfestigkeit verbessert.

Der PCI-Bus arbeitet mit 33 oder 66 MHz und bietet eine Bandbreite von 133 oder 266 MB/s, diese Bandbreite wird jedoch von allen PCI-Geräten gemeinsam genutzt. Die Frequenz, mit der der PCI Express-Bus arbeitet, beträgt 2,5 GHz, was einen Durchsatz von 2500 MHz / 10 * 8 = 250 * 8 Mbit/s = 250 Mbit/s für jedes PCI Express x1-Gerät in eine Richtung ergibt. Bei mehreren Leitungen muss zur Berechnung des Durchsatzes der Wert von 250 Mbit/s mit der Anzahl der Leitungen und mit 2 multipliziert werden, weil PCI Express ist ein bidirektionaler Bus (Tabelle 1).

Tabelle 1 PCI-Durchsatztabelle.

Darüber hinaus unterstützt der PCI-Express-Bus:

· Hot-Austausch von Karten;

· garantierte Bandbreite (QoS);

· Energiemanagement;

· Überwachung der Integrität der übertragenen Daten.

1.1.2 PCI Express 2.0

Die PCI-SIG hat am 15. Januar 2007 die PCI Express 2.0-Spezifikation veröffentlicht. Wichtige Neuerungen bei PCI Express 2.0:

· Erhöhte Bandbreite – Die PCI Express 2.0-Spezifikation definiert den maximalen Durchsatz einer Single-Lane-Verbindung mit 5 Gbit/s. Es wurden Verbesserungen am Übertragungsprotokoll zwischen Geräten und am Softwaremodell vorgenommen.

· Dynamische Geschwindigkeitsregelung – zur Steuerung der Kommunikationsgeschwindigkeit.

· Bandbreitenwarnung – um Software (Betriebssystem, Gerätetreiber usw.) über Änderungen der Busgeschwindigkeit und -breite zu informieren.

· Erweiterungen der Fähigkeitsstruktur – Erweiterung der Steuerregister für eine bessere Steuerung von Geräten, Steckplätzen und Verbindungen.

· Zugriffskontrolldienste – optionale Punkt-zu-Punkt-Transaktionsverwaltungsfunktionen.

1.1.3 PCI Express 3.0

PCI-SIG stellte Mitte August 2010 Version 0.9 der PCI Express 3.0-Spezifikation vor.

Für Benutzer besteht der Hauptunterschied zwischen PCI Express 2.0 und PCI Express 3.0 in einer deutlichen Steigerung des maximalen Durchsatzes. PCI Express 2.0 hat eine Signalübertragungsrate von 5 GT/s (Gigatransaktionen pro Sekunde), was einer Bandbreite von 500 MB/s pro Lane entspricht. So bietet der Haupt-PCI-Express-2.0-Grafiksteckplatz, der typischerweise 16 Lanes nutzt, einen bidirektionalen Durchsatz von bis zu 8 GB/s.

Mit PCI Express 3.0 werden wir diese Zahlen verdoppeln. PCI Express 3.0 verwendet eine Signalgeschwindigkeit von 8 GT/s, was einen Durchsatz von 1 GB/s pro Lane ergibt. Somit erhält der Haupt-Grafikkartensteckplatz einen Durchsatz von bis zu 16 GB/s.

Auf den ersten Blick scheint die Erhöhung der Signalrate von 5 GT/s auf 8 GT/s keine Verdoppelung zu sein. Der PCI Express 2.0-Standard verwendet jedoch ein 8B/10B-Kodierungsschema.

PCI Express 3.0 wechselt zu einem wesentlich effizienteren 128B/130B-Codierungsschema und eliminiert 20 % Redundanz. Daher sind 8 GT/s keine „theoretische“ Geschwindigkeit mehr; Dies ist eine tatsächliche Rate, deren Leistung mit der Signalrate von 10 GT/s vergleichbar ist, wenn das 8b/10b-Kodierungsprinzip verwendet würde.

1.2 HyperTransport

Der HyperTransport (HT)-Bus ist ein bidirektionaler seriell-paralleler Computerbus mit hoher Bandbreite und geringer Latenz.

HyperTransport arbeitet mit Frequenzen von 200 MHz bis 3,2 GHz (für den PCI-Bus - 33 und 66 MHz). Darüber hinaus nutzt es DDR, was bedeutet, dass Daten sowohl an der steigenden als auch an der fallenden Flanke des Taktsignals gesendet werden, was bis zu 5.200 Millionen Übertragungen pro Sekunde bei einer Taktfrequenz von 2,6 GHz ermöglicht; Die Frequenz des Synchronisationssignals wird automatisch angepasst.

Der HyperTransport-Bus basiert auf der Paketübertragung. Jedes Paket besteht aus 32-Bit-Wörtern, unabhängig von der physikalischen Busbreite (Anzahl der Datenleitungen). Das erste Wort im Paket ist immer das Steuerwort. Wenn das Paket eine Adresse enthält, werden die letzten 8 Bits des Steuerworts mit dem nächsten 32-Bit-Wort verkettet, was zu einer 40-Bit-Adresse führt. Der Bus unterstützt die 64-Bit-Adressierung – in diesem Fall beginnt das Paket mit einem speziellen 32-Bit-Steuerwort, das die 64-Bit-Adressierung angibt und die Adressbits 40 bis 63 enthält (Adressbits werden beginnend bei 0 nummeriert). Die restlichen 32-Bit-Wörter des Pakets enthalten die direkt übertragenen Daten. Daten werden immer in 32-Bit-Worten übertragen, unabhängig von ihrer tatsächlichen Länge (z. B. als Antwort auf eine Anforderung zum Lesen eines Bytes ein Paket mit 32 Datenbits und einem Flag, das angibt, dass nur 8 dieser 32 Bits von Bedeutung sind). .

HyperTransport-Pakete werden sequentiell über den Bus übertragen. Eine Erhöhung des Durchsatzes bringt eine Vergrößerung der Busbreite mit sich. HyperTransport kann zum Übertragen von Systemdienstnachrichten, zum Übertragen von Interrupts, zum Konfigurieren von an den Bus angeschlossenen Geräten und zum Übertragen von Daten verwendet werden.

Der HyperTransport-Bus wird häufig als Prozessorbus verwendet. Es verfügt über eine originelle Topologie (Abb. 1), die auf Verbindungen, Tunneln, Ketten und Brücken basiert, was eine einfache Skalierung dieser Architektur ermöglicht. HyperTransport zielt darauf ab, die systeminterne Kommunikation zu vereinfachen, indem die vorhandene physische Übertragungsschicht bestehender Busse und Brücken ersetzt und Engpässe und Latenzzeiten reduziert werden. Neben all diesen Vorteilen zeichnet sich HyperTransport auch durch eine geringe Pinzahl und niedrige Implementierungskosten aus. HyperTransport unterstützt die automatische Erkennung der Busbreite und ermöglicht Breiten von 2 bis 32 Bit in jede Richtung (Tabelle 2) und ermöglicht außerdem asymmetrische Datenströme zu und von Peripheriegeräten.

Reifen wird als eine Reihe von Leitungen bezeichnet, die nach funktionalem Zweck gruppiert sind – Adressbus (SHA), Datenbus (SD), Steuerbus (SHU), Energiebus (SHI).

Um einen bestimmten Reifen zu charakterisieren, müssen Sie Folgendes beschreiben:

• - eine Reihe von Signalleitungen;
• - physikalische, mechanische und elektrische Eigenschaften des Reifens;
• - verwendete Arbitrierungs-, Status-, Steuer- und Synchronisationssignale;
• - Regeln für die Interaktion der an den Bus angeschlossenen Geräte (Busprotokoll).

Ein wichtiges Kriterium, das die Eigenschaften eines Reifens bestimmt, kann sein Verwendungszweck sein. Anhand dieses Kriteriums können wir unterscheiden:

• - Prozessor-Speicherbusse;
• - Eingabe-/Ausgabebusse;
• - Systembusse.

CPU-Speicherspitze

Der Prozessor-Speicher-Bus ermöglicht die direkte Kommunikation zwischen der Zentraleinheit (CPU) eines Computers und dem Hauptspeicher (RAM). In modernen Mikroprozessoren wird ein solcher Bus häufig als Bus bezeichnet Vorderreifen und wird durch die Abkürzung bezeichnet FSB(Front-Side-Bus). Bei intensivem Datenverkehr zwischen Prozessor und Speicher muss die Busbandbreite, also die pro Zeiteinheit über den Bus übertragene Informationsmenge, am größten sein. Die Rolle dieses Busses übernimmt manchmal der Systembus (siehe unten), aus Effizienzgründen ist es jedoch deutlich rentabler, wenn der Austausch zwischen CPU und OP auf einem separaten Bus erfolgt. Zu dem betrachteten Typ gehört auch der Bus, der den Prozessor mit dem Second-Level-Cache verbindet, genannt Reifen hinten braun - BSB(Rückseitenbus). Mit BSB können Sie mit einer höheren Geschwindigkeit als FSB übertragen und die Möglichkeiten eines schnelleren Cache-Speichers voll ausschöpfen.

Da bei von Nseman-Maschinen der Austausch zwischen Prozessor und Speicher die Leistung der VM maßgeblich bestimmt, legen Entwickler besonderes Augenmerk auf die Verbindung zwischen CPU und Speicher. Um einen maximalen Durchsatz zu gewährleisten, werden Prozessor-Speicher-Busse stets unter Berücksichtigung der spezifischen Organisation des Speichersystems entworfen und die Buslänge so gering wie möglich gehalten.

I/O-Bus

I/O-Bus dient der Verbindung des Prozessors (Speicher) mit Ein-/Ausgabegeräten (I/O). Angesichts der Vielfalt solcher Geräte sind I/O-Busse vereinheitlicht und standardisiert. Für die Kommunikation mit den meisten Funkwellen (jedoch nicht mit Videosystemen) ist keine hohe Bandbreite vom Bus erforderlich. Beim Entwurf von I/O-Bussen werden die Kosten für die Struktur und die Verbindungsstecker berücksichtigt. Solche Busse enthalten im Vergleich zur Prozessor-Speicher-Option weniger Leitungen, die Länge der Leitungen kann jedoch recht groß sein. Typische Beispiele für solche Busse sind PCI- und SCSI-Busse.

Um die Kosten zu senken, verfügen einige VMs über einen gemeinsamen Bus für Speicher und E/A-Geräte. Dieser Bustyp wird oft als Systembus bezeichnet. dient der physikalischen und logischen Zusammenführung aller VM-Geräte. Da sich die Hauptkomponenten einer Maschine normalerweise auf einer gemeinsamen Leiterplatte befinden, wird der Systembus oft als Rückwandplatinenbus bezeichnet, obwohl die Begriffe nicht unbedingt gleichbedeutend sind.

Der Systembus kann mehrere hundert Leitungen enthalten. Der Satz Busleitungen lässt sich in drei Funktionsgruppen einteilen (Abb. 7.1): Datenbus, Adressbus und Steuerbus. Zu letzteren gehören in der Regel auch Leitungen zur Versorgungsspannung der am Systembus angeschlossenen Module.

Abb. 7.1

Die Merkmale jeder dieser Gruppen und die Verteilung der Signalleitungen werden später ausführlich besprochen.

Die Funktionsweise des Systembusses kann wie folgt beschrieben werden. Wenn eines der Module Daten an ein anderes übertragen möchte, muss es zwei Aktionen ausführen: den ihm zur Verfügung stehenden Bus besorgen und Daten darüber übertragen. Möchte ein Modul Daten von einem anderen Modul empfangen, muss es auf den Bus zugreifen und über die entsprechenden Steuerleitungen und Adressen eine Anfrage an das andere Modul senden. Als nächstes muss gewartet werden, bis das Modul, das die Anfrage erhalten hat, Daten sendet.

Physikalisch gesehen ist der Systembus eine Ansammlung paralleler elektrischer Leiter. Bei diesen Leitern handelt es sich um Metallstreifen auf einer Leiterplatte. Alle Module werden mit dem Bus versorgt und jedes Modul ist mit allen oder einigen seiner Leitungen verbunden. Wenn die VM auf mehreren Platinen aufgebaut ist, werden alle Busleitungen auf Steckverbinder ausgegeben, die dann durch Leiter auf einem gemeinsamen Chassis verbunden werden.

Unter den standardisierten Systembussen universeller VMs sind Unibus, Fastbus, Futurebus, VME, NuBus und Multibus-II die bekanntesten. Personalcomputer basieren in der Regel auf einem Systembus gemäß den Standards ISA, EISA oder MCA.

Reifenhierarchie

Sind viele Geräte an den Bus angeschlossen, sinkt dessen Durchsatz, da eine zu häufige Übertragung der Buskontrollrechte von einem Gerät auf ein anderes zu spürbaren Verzögerungen führt. Aus diesem Grund bevorzugen viele VMs die Verwendung mehrerer Busse, die eine bestimmte Hierarchie bilden:

• - ein Computer mit einem Bus;
• - ein Computer mit zwei Bustypen;
• - ein Computer mit drei Bustypen.

Einzelbus-Computer

In Single-Bus-Verbindungsstrukturen gibt es einen Systembus, der den Informationsaustausch zwischen Prozessor und Speicher sowie zwischen dem Fluggerät einerseits und dem Prozessor oder Speicher andererseits ermöglicht.

Dieser Ansatz zeichnet sich durch Einfachheit und geringe Kosten aus. Allerdings ist eine Organisation mit nur einem Bus nicht in der Lage, eine hohe Intensität und Geschwindigkeit der Transaktionen zu gewährleisten, und der Bus wird zum Engpass.

Computer mit zwei Bustypen

Obwohl Eingabe-/Ausgabegeräte-Controller (IDCs) direkt an den Systembus angeschlossen werden können, wird durch die Verwendung eines oder mehrerer E/A-Busse eine größere Wirkung erzielt. UVVs sind mit I/O-Bussen verbunden, die den Hauptverkehr übertragen, der nicht mit der Ausgabe an den Prozessor oder Speicher verbunden ist. Busadapter sorgen für die Pufferung von Daten, wenn diese zwischen dem Systembus und den Fluglotsen gesendet werden. Dadurch kann die VM den Betrieb mehrerer Eingabe-/Ausgabegeräte unterstützen und gleichzeitig den Informationsaustausch entlang des Prozessor-Speicherpfads und den Informationsaustausch mit dem Fluggerät „entkoppeln“.

Dieses Schema reduziert die Belastung der Hochgeschwindigkeits-Prozessor-Speicher-Schnittstelle erheblich und trägt dazu bei, die Gesamtleistung der VM zu verbessern. Ein Beispiel ist der Apple Macintosh II-Computer, bei dem der NuBus-Bus die Rolle des Prozessor-Speicher-Busses übernimmt. Daran sind neben Prozessor und Speicher auch einige Fluggeräte angeschlossen. Andere E/A-Geräte sind an den SCSI-Bus angeschlossen.

Computer mit drei Bustypen

Zum Anschluss von Hochgeschwindigkeits-Peripheriegeräten kann dem Bussystem ein Hochgeschwindigkeits-Erweiterungsbus hinzugefügt werden.

I/O-Busse sind mit dem Erweiterungsbus und von dort über einen Adapter mit dem Prozessor-Speicher-Bus verbunden. Die Schaltung reduziert die Belastung des Prozessor-Speicher-Busses weiter. Diese Anordnung von Bussen nennt man Architektur mit „Erweiterung“(Mezzanine-Architektur).