Busos i ports

1- Tipus de busos (Dades, Adreces i Control)

Bus de Control
Bus de Direccions (Adreces)
Bus de Dades

Aquests busos són els busos del sistema

També podem veure que hi ha la CPU, la MEMORIA i la ENTRADA I SORTIDA.

1.1- Bus de dades

·En aquesta imatge podem veure com el bus de dades envia i rep informació de la CPU, MEMORIA i a la ENTRADA I SORTIDA.

1.2- Bus de Direccions

·En aquesta imatge podem veure que el bus de direccions rep informacció de la CPU i de la ENTRDADA I SORTIDA i envia informació a la MEMORIA.

1.3- Bus de Control

·En aquesta imatge podem veure que el bus de control rep i envia dades a la CPU, MEMORIA i a la ENTRADA I SORTIDA.

Característiques dels busos

Freqüència

Es la velocitat amb la que les dades són enviades i rebudes.

Ample

Es la quantitat de bits que es poden transmetre.

Velocitat de transferència

Es la quantitat de bits que es poden transmetre per unitat de temps

Formula per calcular la velocitat (MB/s)

La formula s'utilitza per calcular la velocitat (MB/s) utilitzant la Freqüència (Mhz/s) multiplicar-la per l'ample (bits) i dividir-lo entre 8.

Formula per calcular la memòria màxima adreçable

En bits

(2^{bit d'Adreces}) * pocició de memòria.

En bytes

(2^{bit d'Adreces}) * pocició de memòria/8

En kilobytes

(2^{bit d'Adreces}) * pocició de memòria/8/1024

En Megabytes

(2^{bit d'Adreces}) * pocició de memòria/8/1024/1024

En Gigabytes

(2^{bit d'Adreces}) * pocició de memòria/8/1024/1024/1024

Tipus de busos

Bus en sèrie

El bus en sèrie es quan els bits de les dades es transmeten una darrera l'altre.

Bus en paral·lel

El bus en sèrie es quan els bits de les dades es transmeten per linies diferents al mateix instant.

Busos

IDE (Integrated Drive Electronics)

Connecta discs durs, CD o DVD's IDE.
També se l'anomena IDE.
Hi ha dos connectors a la placa mare de 40 pins.
La connexió mitjançant cable pla indicant amb color la posició del pin 1.

Velocitats segons protocol i mode.

Protocol PIO (Parallel Input Output)

0 (3.3MB/s), 1 (5.2MB/s), 2 (8.3MB/s), 3 (11.1MB/s), 4 (16.7MB/s), 5(22.2MB/s)

Protocol DMA (Direct Memory Access)

Single word: 0 (2.1MB/s), 1 (4.2MB/s), 2 (8.3MB/s)
Multiword: 0 (4.2MB/s), 1 (13.3MB/s), 2 (16.7MB/s)

Protocol UDMA (UltraDMA)

0 (16.7MB/s), 1 (25.0MB/s), 2 (8.3MB/s), 3 (11.1MB/s), 4 (66.7MB/s), 5 (100.0MB/s), 6(133.3MB/s)

SIGLA	DENOMINACIÓ	PIO	DMA single word	DMA multi word	UDMA
ATA-1	AT attachment Interface for Disk Drives	0,1,2	0,1,2	0
ATA-2	AT attachment Interface with Extensions	0,1,2,3,4	0,1,2	0,1,2
ATA-3	AT Attachment 3 Interface	0,1,2,3,4		0,1,2
ATA/ATAPI-4	AT Attachment with Packet Interface Extentions	0,1,2,3,4		0,1,2	0,1,2
ATA/ATAPI-5	AT Attachment with Packet Interface-5	0,1,2,3,4		0,1,2	0,1,2,3,4
ATA/ATAPI-6	AT Attachment with Packet INterface-6	0,1,2,3,4		0,1,2	0,1,2,3,4,5
ATA/ATAPI-7	AT Attachment with Packet Interface	0,1,2,3,4		0,1,2	0,1,2,3,4,5,6

SATA (Serial ATA)

Connecta discs durs, CD o DVD's SATA
Substituir el bus paral·lel IDE/ATA
Hi ha tres tipus de connectors SATA
Els connectors de la placa mare són de 7 pins i a cada s'hi pot connectar només un dispositiu si no s'utilitzael multiplicador de ports de SATA II/SATA III.
No cal configurar dispositiu master o esclaus
Permet connexió en calent
L'alimentació de les unitats SATA s'ha canviat respecte les PATA per reduir el tamany

Tipus de bus SATA

Nom	Velocitat de bus	Capacitat de transferència (10 bits per paraula
SATA-I (SATA 150)	SATA-II (SATA 300)	SATA-III (SATA 600)
1,5 Gbits/s	3,0 Gbits/s	6,0 Gbits/s
150 MBytes/s	300 MBytes/s +suport multiplicador 15 ports	600 MBytes/s +suport multiplicador 15 ports

SCSI (Small COmuter System Interface)

Connecta disposituis SCSI d'altres prestacions (no només d'emmagatzament)
Conexió superior als 4 dispositius de la interfície IDE (2 per slot) ja que a una tarja SCSI espoden connectar fins a 15 dispositius
Mentenen una tasa de transferència quasi constant que la fa adeqüada per a servidors de xarxa/ordinadors amb molt de treball/que necessitin molts discs durs
La interfície SCSI no sol estar integrada a la placa mare sinó que sol oferir-la una targeta addicional o inclús estar a part de l'ordinador
Existeixen molts estandards i també molta vareitat de connectors si bé els connectors més habituals són SCA-80 de 80 pins

Interfície	Ample de Bus	Velocitat rellotge	Capacitat de transfarència	Màxima longitud de cable	Màxim nombre de dispositius
SCSI	8-bit	5 MHz	5 MB/s	6 m	7
Fast SCSI	8-bit	10 MHz	10 MB/s	1.5-3 m	7
Fast-Wide SCSI	16-bit	10 MHz	20 MB/s	1.5-3 m	15
Ultra SCSI	8-bit	20 MHz	20 MB/s	1.5-3 m	7
Ultra Wide SCSI	16-bit	20 MHz	40 MB/s	1.5-3	15
Ultra2 SCSI	8-bit	40 MHz	40 MB/s	12 m	7
Ultra2 Wide SCSI	16-bit	40 MHz	80 MB/s	12 m	15
Ultra3 SCSI	16-bit	40 MHz	160 MB/s	12 m	15
Ultra-320 SCSI	16-bit	80 MHz DDR	320 MB/s	12 m	15

SAS (Serial Attached SCSI)

Destinada a reemplaçar la interfície paral·lela SCSI i compatible amb SATA
Connecta dispositius SAS d'altres prestacions o utiilitzar la connexió SATA pot connectar amb dispositus de menys prestacions SATA
Normalment no està integrada a la placa base i es sol proporcionar amb una targeta connectada a un slot PCI-Express 16x
Permet que en una sola interfície es pugu connectar més de 16.256 dispositus
Incremeta la velocitat de l'SCSI paral·lel oferint velocitats seguint l'estandart SATA

Interfície Floppy (FDD)

Connexió bastant obsoleta que permet la connexió de la disquetera
El connector té 34 pins i és similar al del bus IDE que en té 40
Es marca el pin 1 del cable amb un color diferent (vermell) per tal de no equivocar-se al connectar-lo
S'hi poden connectar fins a 2 disqueteres
Existeixen cables de fins a 5 connectors

PCI (Peripheral Component Interconnect)

Introduït el 1993 amb els primers Pentium i successor del bus ISA
Connexió mitjançant slot
Suporta fins a 10 dispositus per slot
Permet el PLug&Play i suporta dispositus d'E/S d'alta velocitat com targetes de vídeo, interfícies de disc dur si bé s'ha popularitzat en tots els camps
La majoria eren de color blanc
Hi ha varies verisons d'slot PCI:

2 versions pel bus PCI de 32 bits a 33MHz que pot aconseguir els 132MB/s
2 versions més pel PCI de 64 bits a 66MHz que pot aconseguir els 528MB/s
També hi ha una versió per portàtil anomenada Mini-PCI i altres versions menys utilitzades

AGP (Accelerated o Advanced Graphics Port)

Apareix el 1997 amb els Prentium Socket7 i Pentium II Slot1
S'anomena prt i no bus perquè només permet comunicar amb un sol dispositiu i no varis.
Es usat per targetes de vido. Millora les prestacions d'un bus PCI en gràfics 3D i aplicacions gràfiques d'alta velocitat ja que permet accés ràpid a la memòria principal sense intervenir la CPU
Hi ha la versió de 32 bits i una de 64 bits
Hi ha vàries velocitats que s'especifiquen amb un multiplicador

AGP 1x: 66MHz, 266MB/s (3.3V)
AGP 2x: 133MHz, 533MB/s (3.3V)
AGP 4x: 266MHz, 1GB/s (3.3V o 1.5V)
AGP 8x: 533MHz, 2GB/s (1.5V o 0.8V)

Hi ha versions anomenades AGP Pro que tenen més potencies
La majoria eren de color marró cafè

PCI-Express

Introduït el 2004 i probable successor del busos PCI i AGP ja que a part de ser més compacte permet treballar a frqüències i velocitats més altes
Model de transmissió sèrie punt a punt i bidireccional
Sistema de connexió tipus slot
PCI-E ofereix un o varis canals de comunicació ald dispositus connectats
Es permeten grups de 1,2,4,8,12,16 i 32 canals
Segons el nombre de canals que utilitza el dispositu es poden tenir diferents velocitats. Cada canal ofereix 256MB/s pugent assolir els 8GB/s
Existeixen diferents tipus de connectors slot a la placa mare segons el nombre de canals oferts
El PCI-E ha suposat canvis en l'alimentació de la placa mare

Tipus de PCI-Express

Existeixen diferents versions. Cal tenir en compte quina soporta la placa mare per tal de que siguin compatibles

PCIe 1.1: Donen en un connector 16x un màxim d'ample de banda 4GB/s per direcció
PCIe 2.0: Dobla l'amle de banda estàndard del bus de 2 Gbit/s a 4 Gbit/s i en el que un connector 16x pot tranferir 8GB/s en cada direcció
PCIe 3.0: Augmenta l'ampla de banda fins a 8 Gbit/s i en un connector 16x arriba a 16 GB/s en cada direcció

Ports o busos externs

PS/2 (mini DIN 6 pins)

Port utilitzat pel teclat i ratoli el PS/2 o mini DIN-6 substitueix les antigues connexions DIN-5 de teclat i sèrie DB9 de ratolí.
Normalment és necessari reiniciar l'ordinador després de connectar un dispositiu PS2.
El connector PS2 de teclat sol ser lila i el connector PS/2 de ratolí sol ser verd per tal de distingir-los.
Hi ha disponibles adaptador PS2 a USB i PS2 a l'antic DIN-5.

Port sèrie RS-232C (DB9-DB25)

El port sèrie RS-232C amb els connectors DB9 I l'antic DB25 són interfícies antigues per a connectar dispositius lents com ara mòdems o ratolins.
El connector de l'ordinador sempre és mascle.
El control del port sèrie es realitzava amb un xip anomenat UART i podia arribar als 115Kb/s.
Obsolet amb l'aparició del bus USB.

Port paral·lel (DB25 i Centronics)

El port paral·lel envia un byte sencer enlloc de bit a bit com el sèrie i s'utilitza principalment en impressores.
Hi ha dos tipus de connector: el DB25 (femella al cantó de l'ordinador) i el Centronics que té un sistema de bloqueig.
Suporta diferents modes de funcionament (SPP/EPP/ECP) segons si la comunicació es fa en un sentit/dos/dos simultanis i pot arribar a 2MB/s.

Bus USB

El bus USB (Universal Serial Bus) apareix el 1993 i es popularitza per les seves prestacions per connectar tot tipus de dispositius externs.
Pot suportar fins a 127 dispositius. La connexió de més dispositius al port es fa amb hubs.
Distància màxima cable: 5m; amb hub: 30m.
Hi ha 3 tipus de connectors: L'A (ordinador), el B (dispositius) i el mini-USB que permet la connexió única sense confusió.

USB 1.1 (12 Mb/s)(Full-Speed)
USB 2.0 (480 Mb/s)(Hi-Speed)
USB 3.0 (4,8 Gb/s)(Super-Speed)

Bus Firewire o IEEE 1394

El bus Firewire és estandard des del 1995 i es tracta d'un bus sèrie de prestacions superiors al USB 2.0. No té la difusió del USB però és popular en el tractament de video digital.
Pot suportar fins a 63 dispositius. Distància màxima entre dispositius: 100 metres. Connexió punt a punt sense necessitat de host o ordinador.
Hi ha 3 tipus de connectors:el de 6 pins, el de 4 pins i el de 9 pins per alta velocitat.

Firewire 400 (400 Mbit/s)
Firewire 800 (800 Mbit/s)

Ports d'audio

Els ports normalment utilitzats per audio en l'ordinador són del tipus mini-jack. Aquests solen distingir amb el color la seva funció:
Els més elementals són el blau (línia d'entrada), el verd (línia de sortida) i el rosa (entrada de micròfon) si bé en plaques mare més sofísticades o amb targetes professionals poden haver-n'hi més de sortida (per obtenir só envolvent).

Ports de vídeo

D-Sub15

El port D-Sub 15 o VGA (Video Graphics Array) permet la connexió d'un monitor extern amb diferents resolucions estàndards. És un connector femella amb 15 pins que transmet per pins diferents els 3 senyals analògics de color RGB

Composite-Video i S-Video

Els ports Composite-Video i S-Video (Separate Video) o Y/C s'utilitzen per transmetre video analògic. El connector de video compost és un connector RCA.
EL connector S-Video utilitza un mini-DIN de 4 pins o un de no normalitzat de 7 pins.
El Composite Video (Video Compost) té pitjor qualitat que el S-Video ja que transmet tots els senyals per una línia mentre que en el S-Video el senyal de lluminància està separat de la crominàcia.
Existeixen conversors de S-Video a RCA però amb aquesta conversió es perd qualitat.

DVI

El port DVI (Digital Visual Interface) s'utilitza principalment per transmetre video digital i està pensat per augmentar la qualitat de la imatge.
Existeixen varis tipus de connectors, distingint els DVI-A per senyal analògica, els DVI-D per només senyals digitals i els DVI-I que pot treballar amb senyals analògiques i digitals alhora.

HDMI

El port HDMI (High Definition Multimedia Interface) s'utilitza per transmetre conjuntament audio i video digital.
Disposa d'un mecanisme de protecció de contingut. Es millora I hi ha diferents versions
Té un ample de banda superior als 10 Gbps suficient per suportar totes les resolucions actuals de televisió d'alta resolució superiors a WQSXGA 3200x2048 També transporta 8 canals d'audio a 192KHz de 24 bits i suporta varis formats com el Dolby Digital i DTS. Hi ha diferents connectors: TYPE A - estandard de 19 pins, TYPE B - 29 pins per doble enllaç (no és típic), TYPE C o MiniHDMI- 1/2 del tamany del "Type A“, usat per dispositius portàtils.
És compatible enrera amb el DVI-I i el DVI-D, o sigui que amb DVI es pot mostrar les imatges a un monitor HDMI però no escoltar el só.

Port de xarxa Ethernet

El port de xarxa Ethernet (sovint anomenat RJ45- Registered Jack 45) utilitza el connector 8P8C (- posicions+8 conductors) per transmetre informaci- mitjançant cable trenat en una xarxa de tipus local- Aquest connector és similar al connector de telèfon - mòdem RJ11.
És el substitut del connector obsolet de xarxa BNC pe- cable coaxial.
La connexió dels cables de colors pot variar segon- l'aplicació.

Port de mòdem RJ-11

El port de mòdem RJ11 (Registered Jack 11) utilitza el connector 6P4C (6 posicions+4 conductors) per transmetre informació mitjançant cable trenat.
Aquest port, en els ordinadors es sol utilitzar per a connectar un mòdem a una linia de telèfon convencional.
És el tipus de connector que es sol utilitzar en línies de telèfon convencional. Usat per enviar faxs o connectar mitjançant línies telefòniques.
Sovint es connecten només 2 cables dels 4 posibles