Computer

Bussysteme

In unserem Computer arbeiten verschiedenste Komponenten. Ohne eine funktionierende Kommunikation untereinander sind sie aber wertlos. Hier kommt das Bussystem ins Spiel.

Das Bussystem dient der Kommunikation von Komponenten, innerhalb des Computers. Neben den klassischen Bussystemen gibt es auch Punkt zu Punkt Verbindungen, die fest zwischen Komponenten und Schnittstellen eingebaut sind.

Wir unterscheiden zwei Arten von Bussystemen. Parallele und serielle Bussysteme sind heute im Computer zu finden und werden täglich von uns genutzt.


Paralleler Bus

Bei einem parallelen Bus werden Bits gleichzeitig auf verschiedene Leitungen (parallel) übertragen. Zusätzlich wird ein Bus, bzw. die Leitungen, speziellen Gruppen zugewiesen. Auf diesen Leitungen werden dann nur die Daten der Gruppe übertragen. Man unterteilt sie in 3 Gruppen:

  • Datenbus
  • Adressbus
  • Steuerbus

Auf dem Datenbus erfolgt die eigentliche Datenübertragung. Hier können durch die mehrfachen Leitungen mehrere Bits zur selben Zeit übertragen werden. Man spricht auch von Datenbusbreite, wenn man die Anzahl der Leitungen angibt. Sofern mehrere Komponenten Daten übertragen möchten, werden die Leitungen des Datenbus aufgeteilt. Er arbeitet bidirektional, d.h. es werden Daten in beiden Richtungen gesendet.

Damit die Daten auch dort ankommen wo sie sollen, werden die Daten über den Adressbus adressiert. Um Daten übertragen zu können, muss jede Komponente mit einer Adresse versehen werden. Diese Adressen werden dann für die Adressierung der Daten über den Adressbus genutzt. Der Adressbus kann nur unidirektional Signale vom Prozessor zu den Komponenten senden.

Über den Steuerbus wird bekannt gegeben, was mit den Daten geschehen soll. Je mehr Leitungen vorhanden sind, umso mehr Befehle können an die Zellen bekannt gegeben werden. Der Steuerbus ist also wie der Daten- und Adressbus maßgeblich für die Leistung des Bussystems. Der Steuerbus kann genau so wie der Adressbus nur Signale unidirektional vom Prozessor zu den Komponenten senden.

Es können auch zur Leitungsreduzierung auf den Datenleitungen nacheinander Adress- und Steuerdaten gesendet werden, um dann die Daten an die entsprechenden Komponenten zu senden oder zu empfangen.

Ein heutiges Beispiel von parallelen Bussystemen wäre das PCI-Bussystem.


Serieller Bus

Bei einem seriellen Bus werden die Bits nacheinander auf einer Leitung übertragen. Man spricht auch von einem Link.

Die Datenübertragung bei einem seriellen Bus erfolgt über 2 oder mehr Adern bidirektional, d.h. das über eine gesendet und über die andere Ader empfangen wird. Die einzelnen Komponenten sind parallel angeschlossen, sie reagieren aber nur, wenn zu Beginn der Übertragung ihre Adresse gesendet wurde. Bekannte und alltägliche serielle Bussysteme sind USB und Firewire.

Zuerst wird die Leitung als aktiv gekennzeichnet und die Adresse der Komponente, mit der die Kommunikation stattfinden soll, gesendet. Danach wird der Befehl gesendet, damit die Komponente die benötigten Ressourcen bereitstellt. Darauf hin werden die benötigten Daten auf Grund des Befehls verarbeitet.

Um eine höhere Übertragungsrate bzw. Menge zu ermöglichen, können mehrere Links zusammen geschaltet werden. Die einzelnen Links können sogar verschiedene Taktraten besitzen.


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