:TI-TECHNOLOGIE: Bussystem - Grundlagen, Datenbus :TI-TECHNOLOGIE: Bussystem - Grundlagen, Datenbus
Warum ein Bussystem?Problem: Es sollen verschiedene Komponenten (CPU, RAM, ROM, I/O) miteinander verbunden werden. |
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| Komponenten direkt verbinden | Verbinden über Bus-System | ||
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| Vorteile | Die Komponenten können direkt miteinander kommunizieren. | Vorteile | Wenig Leitungen, Anschlüsse |
| Nachteile | Viele Leitungen nötig Viele Anschlüsse an den Komponenten |
Nachteile | Komponenten können nur nacheinander Information übertragen. Kommunikation muss geregelt werden (Protokoll) |
| Beispiele | Individual-Verkehr -viele KFZ Switch PS2 Anschlüsse für Maus, Tastatur |
Beispiele | Hub CB-Funk (Walkie Talkie) USB -Maus und -Tastatur |
Hinweis: Es gibt auch Lösung mit sog. Ringbus (Token-Ring)
Ziel: Information (Daten) zwischen den Komponenten austauschen mit möglichst wenig Leitungsaufwand.
Beispiel: Die CPU möchte Daten an die I/O schicken und "legt" die Daten auf den Bus. Alle Komponenten können die Daten sehen, aber woher weis nun die I/O das sie gemeint ist? Es muss eine weitere Information auf den Bus gelegt werden -der Adressat. Tatsächlich besteht der Bus aus drei logischen Bestandteilen:
| Bezeichnung | Aufgabe des Busses | Beispiele für Leitungsbezeichnung |
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| Daten-Bus | Transport der Daten | D7..D0 |
| Adress-Bus | Adressierung der Komponenten | A15..A0 |
| Steuer-Bus | Steuerung der Kommunikation | R/W, Reset, IRQ, ... |
Beispiel 8 Byte RAM: Jede der Speicherzellen enthält einen Buchstaben. Um die einzelnen Speicherzellen ansprechen zu können, muss dem Baustein die jeweilige Adresse der Speicherzelle mitgeteilt werden. Dazu verfügt er über 3 Adress-Eingänge A0..A2.
Der EN-Eingang aktiviert den Baustein. Somit ist es möglich mehrere Bausteine parallel an den Bus anzuschliessen und nur jeweils einen Baustein auszuwählen.
Der R/W-Eingang bestimmt die Richtung der Daten: "Lesen vom" oder "Schreiben in" das RAM
Die Auswahl der Adressen im Baustein geschieht über den Adress-Bus.
Die Auswahl des aktiven Bausteins kann über den Adress-Bus (Anordnung der Bausteine im Adressraum) oder Steuer-Bus (spezielle Steuerleitungen die speziell die Peripherie ansprechen) erfolgen.
Es gibt Prozessor-Architekturen, die zwischen Speicher-Adresse und Peripherie-Adresse unterscheiden.
Die Komponenten sollen sich Daten zusenden können, dazu müssen sie die Daten auf den Datenbus legen.
Problem: Ausgänge werden verbunden, normalerweise bedeutet dies einen Kurzschluss, es gibt zwei Lösungsmöglichkeiten:
Nachteil: Signalwechsel von 0 -> 1 langsam wegen rel. grossem PullUp-Widerstand
