Algunos tipos de buses permiten a un único dispositivo (normalmente la CPU, o su proxy) iniciar las operaciones. La mayoría de las arquitecturas bus, incluyendo PCI, permiten múltiples dispositivos de bus master, ya que mejora considerablemente el rendimiento del objetivo general de los sistemas operativos. Algunos sistemas operativos de tiempo real prohíben que los periféricos se conviertan en bus master, porque el programador ya no puede arbitrar para el bus y, por tanto, no puede proporcionar determinadas latencias.

Mientras que bus mastering en teoría permite que un dispositivo periférico pueda comunicarse directamente con otro, en la práctica casi todos los periféricos dominan el bus exclusivamente para realizar la memoria principal del DMA.

Si múltiples dispositivos están habilitados para dominar el bus, tiene que haber un sistema de arbitraje para evitar que múltiples dispositivos intenten manejar el bus de manera simultánea. Un número de esquemas diferentes son usados para esto; por ejemplo, SCSI ha fijado una prioridad para cada SCSI ID. PCI no especificó el algoritmo a utilizar, dejando establecidas prioridades para la aplicación.

Fuente: https://es.wikipedia.org/wiki/Bus_mastering 

EI bus representa básicamente una serie de cables mediante los cuales pueden cargarse datos en la memoria y desde allí transportarse a la CPU. Por así decirlo es la autopista de los datos dentro del PC ya que comunica todos los componentes del ordenador con el microprocesador. El bus se controla y maneja desde la CPU.

El objetivo de conectar una tarjeta a un bus de expansión es que ésta funcione como si estuviera directamente conectada al procesador. Con el fin de hacer factible estas características el bus de expansión XT presentaba el mismo ancho de bus (8 bits) y operaba a la misma velocidad de reloj (4.77 MHz) que el propio procesador 8088.

Con la evolución de los procesadores también hubo una revolución en los buses que se habían quedado obsoletos. Así cuando en 1984 IBM presenta el PC AT (con el procesador Intel 80286) se rompió la aparentemente inquebrantable relación entre bus y microprocesador. Aunque en la practica el reloj del procesador de un AT funciona a la misma velocidad que su reloj de bus, IBM había abierto la puerta a la posibilidad de que este último fuese más rápido que el reloj del bus. Así pues el bus que incorporó el AT fue de un ancho de banda de 16 bits funcionando a 8.33 Mhz. Este enfoque de diseño no oficial se denominó oficialmente ISA (Industry Standard Arquitecture) en 1988.

Puesto que el bus ISA ofrecía algunas limitaciones En IBM se desarrolló otro tipo de bus que funcionaba a 10 Mhz y que soportaba un ancho de banda de 32 bits. Este bus se monto en la gama PS/2. El gran problema de este bus es que no era compatible con los anteriores y necesitaba de tarjetas de expansión especialmente diseñadas para su estructura.

Como el mercado necesitaba un bus compatible ISA que fuese más rápido, la mayoría de fabricantes establecieron las especificaciones del bus EISA (Extended ISA) que ensanchaba la ruta de datos hasta 32 bits, sin embargo la necesidad de compatibilidad con ISA hizo que este nuevo bus tuviese que cargar con la velocidad básica de transferencia de ISA (8.33 Mhz).

Pero la gran revolución estaba por llegar. Por un lado los procesadores Intel 80486 y por otro la invasión en el mercado de los sistemas gráficos como Windows hicieron necesario la aparición de un nuevo tipo de bus que estuviese a la altura de estos hitos. Al manejarse gráficos en color se producían grandes cuellos de botella al pasar del procesador al bus ISA (el 80486 funcionaba a 33 Mhz y el bus ISA a 8.33 Mhz). La solución era enlazar el adaptador gráfico y otros periféricos seleccionados directamente al microprocesador. Es aquí donde surgen los buses locales. Fue VESA ( un organismo de estandarización de dispositivos de vídeo) quién presentó el primer tipo de bus local. Se le llamo VESA LOCAL BUS (VLB). Este tipo de bus revolucionó el mercado ya que permitía una velocidad de 33 Mhz pudiéndose alcanzar una máxima de 50 Mhz y su ancho de

banda era de 32 bits (aunque en su especificación 2.0 se alcanzan los 64 bits).

En el año 1992 Intel presentó un nuevo bus local llamado PCI, que aunque no mejoró el rendimiento del VLB, superó las carencias que presentaba este bus que estaba orientado al diseño de los procesadores 80486. Así pues el PCI se desarrolló como un bus de futuro. La velocidad de este bus era inicialmente de 20 Mhz y funcionaba a 32 bits, aunque en la actualidad su

velocidad de transferencia alcanza los 33 Mhz y su ancho de banda llega hasta los 64 bits. Otra característica de este tipo de bus es la posibilidad de que se le conecten tarjetas que funcionen a distintos voltajes.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos/bus/bus.shtml

Bus único

Bus dedicado

La primera gran diferencia entre estas dos tipos de estructuras es que el bus único no permite un controlador DMA (todo se controla desde la CPU), mientras que el bus dedicado si que soporta este controlador.

El bus dedicado trata a la memoria de manera distinta que a los periféricos (utiliza un bus especial) al contrario que el bus único que los considera a ambos como posiciones de memoria (incluso equipara las operaciones E/S con las de lectura/escritura en memoria). Este bus especial que utiliza el bus dedicado tiene 4 componentes fundamentales:

Datos: Intercambio de información entre la CPU y los periféricos.

Control: Lleva información referente al estado de los periféricos (petición de interrupciones).

Direcciones: Identifica el periférico referido.

Sincronización: Temporiza las señales de reloj.

La mayor ventaja del bus único es su simplicidad de estructura que le hace ser más económico, pero no permite que se realice a la vez transferencia de información entre la memoria y el procesador y entre los periféricos y el procesador.

Por otro lado el bus dedicado es mucho más flexible y permite transferencias simultáneas. Por contra su estructura es más compleja y por tanto sus costes son mayores.

Fuente: http://www.monografias.com/trabajos/bus/bus.shtml

Esto que en le teoría parece tan fácil es bastante mas complicado en la práctica, ya que aparte de los bus de datos y de direcciones existen también casi dos docenas más de líneas de señal en la comunicación entre la CPU y la memoria, a las cuales también se acude. Todas las tarjetas del bus escuchan, y se tendrá que encontrar en primer lugar una tarjeta que mediante el envío de una señal adecuada indique a la CPU que es responsable de la dirección que se ha introducido. Las demás tarjetas se despreocupan del resto de la comunicación y quedan a la espera del próximo ciclo de transporte de datos que quizás les incumba a ellas.

Este mismo concepto es también la razón por la cual al utilizar tarjetas de ampliación en un PC surgen problemas una y otra vez, si hay dos tarjetas que reclaman para ellas el mismo campo de dirección o campos de dirección que se solapan entre ellos.

Los datos en si no se mandan al bus de direcciones sino al bus de datos. El bus XT tenía solo 8 bits con lo cual sólo podía transportar 1 byte a la vez. Si la CPU quería depositar el contenido de un registro de 16 bits o por valor de 16 bits, tenía que desdoblarlos en dos bytes y efectuar la transferencia de datos uno detrás de otro.

De todas maneras para los fabricantes de tarjetas de ampliación, cuyos productos deben atenderse a este protocolo, es de una importancia básica la regulación del tiempo de las señales del bus, para poder trabajar de forma inmejorable con el PC. Pero precisamente este protocolo no ha sido nunca publicado por lBM con lo que se obliga a los fabricantes a medir las señales con

la ayuda de tarjetas ya existentes e imitarlas. Por lo tanto no es de extrañar que se pusieran en juego tolerancias que dejaron algunas tarjetas totalmente eliminadas.

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