Bussysteme

[hyperion]

Hallo,

für die Schule soll ich ein Referat über Bussysteme halten. Allerdings habe ich noch immer Probleme mit dem Verständnis wo der Bus anfängt und wo er aufhört. Ich werde jetzt einfach mal meinen "Wissensstand" beschreiben und ihr verbessert mich bitte wenn ich etwas falsch verstanden habe.

Also wenn ich das richtig verstanden habe gibt es ein Bussystem zwischen CPU, RAM, Chipsatz (und E/A-Geräte habe ich gelesen, aber ich sehe im Moment keine Verwendung da ja eh kein E/A-Gerät direkt auf den Bus geht sondern sowieso über den Chipsatz, oder?). Geräte wie z.B. eine Maus hängen dann an einer USB Schnittstelle, welche mit dem Chipsatz verbunden ist. Und der Chipsatz dient als Zwischenhandler zwischen CPU, RAM und den E/A-Geräten.

Dann gibt es natrülich Geräte wie die Grafikkarte, die an an einer PCI-E Schnittstelle hängen, dadurch wirde die Grafikkarte mit dem PCI-Bus verbunden, welcher für mehrere Geräte ausgelegt ist die alle über diesen PCI-Bus über den Chipsatz mit dem eigentlich Bussystem(zwischen RAM, CPU und Chipsatz) verbunden ist.

Also es gibt eigentlich viele Bussysteme die am Ende über einen Chipsatz mit dem zentralen Bussystem verbunden werden.

Unterscheiden kann man ein Bussystem zwischen parallel und seriell. Das zentrale Bussystem ist komplett parallel aufgebaut(Dabei ist seriell doch eigentlich schneller, bzw. kann schneller getaktet werden da keine Störungen auftreten können, weil eben nur eine Leitung besteht). Die Bussysteme hinter dem Chipsatz sind manchmal seriell(z.B USB) und manchmal Parallel(z.B PCI-E).

Ausserdem kann der Bus noch in 3 einzelne Busse aufgeteilt werden.

Der Datenbus, welcher den Inhalt einer Speicherzelle überträgt.

Der Steuerbus, welcher Read oder Write anweisungen überträgt.

Der Adressbus, welcher Speicherzellen oder Adressen von E/A-Geräte enthält.

Der Datenbus kann wenn er aus 8 parallelen Leitungen besteht 8 bits gleichzeitig übertragen.

Der Adressbus kann nur Speicherzellen aus dem RAM adressieren und keine von der Festplatte. Ausserdem kann er noch E/A-Geräte adressieren. Allerdings kann er nur 2 hoch n Speicherzellen adressieren, wenn n die Anzahl der Leitungen für den Adressbus ist. Ok das kann ich noch irgendwie verstehen, wenn es zwingend ist, dass die Adresse in einem Satz übertragen wird. Aber wie ist, dass bei einem seriellen Bus, da wird sowieso immer ein bit nach dem Anderen übertragen, also ist es entweder so, dass bei einem seriellen Bus nur 2 Speicherzellen adressiert werden können oder es doch möglich ist, dass man eine Adresse über mehrere Schritte übertragen werden kann.

Ich versuche jetzt noch ein paar meiner Verständnisprobleme in einem Beispiel zu verdeutlichen.

Also angenommen ein Freund schickt mir über ICQ eine Nachricht.

Freund tippt ein "A" auf der Tastatur ein. Das "A" wandert binär durch das Tastatur USB-Kabel in die USB-Motherboardschnittstelle und von da aus weiter in einen Chipsatz. Der Chipsatz legt dann die Adresse einer freien RAM-Speicherzelle auf den Adressbus, das "A" auf den Datenbus und einen Write-Befehlr auf den Steuerbus. (Oder legt der Chipsatz gleich die Adresse der CPU auf den Adressbus. Ich bin mir hier nicht sicher da ich dachte, dass die CPU nur mit dem RAM arbeiten kann). Irgendwie erfährt die CPU jetzt, dass Daten für die CPU auf den Ram bereit sind und die CPU gibt die Adresse der RAM Speicherzelle auf den Adressbus und den Read Befehl auf den Steuerbus. Durch den Read Befehl wird dann über den Datenbus das "A" der Speicherzelle zur CPU übertragen. Irgendwie weiß die CPU jetzt, dass das "A" zum einen auf den eigenen Monitor und zum anderen über das Internet an mich geschickt werden muss.

Also setzt die CPU das "A" auf den Datenbus, die Adresse des Monitors auf den Adressbus und den Write Befehl auf den Steuerbus. Das Ganze geht dann zum Chipsatz. Ist das Signal beim Chipsatz angekommen wird der Datenbus, der Steuerbus und der Adressbus gelöscht. Dann Setzt der Chipsatz das "A" auf den Datenbus des PCI-Busses, die Adresse des PCI-E Slots der Grafikkarte auf den Adressbus des PCI-Busses und den Write Befehl auf den steuerbus des PCI-Busses.

Gut ich denke ab jetzt wiederholt sich alles nur wieder und eventuelle Fehler bei mir sind auffällig geworden.

Dann habe ich noch so ein paar Fragen.

-Ist ein Bus-Controller das Gleiche wie ein Chipsatz?

-Wie kommen die Daten von der Festplatte auf den RAM, da über den Adressbus bei einem 32 bit Adressbus(Heute aktuell) nur ca. 4 GB adressierbar sind und eine Festplatte doch viel größer ist, muss es irgendwie möglich sein mehr Speicherzellen zu adressieren.

-Was zählt eigentlich als E/A-Gerät? Eigentlich wird doch auch in eine CPU Daten ein- und ausgegeben oder?

-Wie wird jetzt eignetlich das zentrale Bussystem genannt? Ich lese öfters was von EISA, ISA und PCI aber irgendwie bin ich immernoch nicht schlauer was genau wo und wie verwendet wird.

So vielen Danke an alle die sich die Mühe machen das alles durchzulesen und mir zu helfen. Ich habe das Gefühl, dass ich gerade bei der PCI und Chipsatz sache ganz schön falsch liege aber anders kann ich mir es im Moment nicht erklären.

Am Besten bitte das falsche als Zitat rausziehen und darunter berichtigen.

Ergänzungen nehme ich auch dankend entgegen.

mfg hyperion

[hyperion]

Hallo,

ich habe jetzt den Thread noch in einem anderen Forum eröffnet um mehr Leute zu erreichen. Falls sich jemand auch für die Beiträge dort interessiert kann er den Thread hier finden.

mfg hyperion

[Stefan21j]

So mal zum Anfang.

Es gibt gibt viele Verschiedene Bussysteme.

S0- BUS (ISDN-NETZ), LCN (Gebäudevernetzung) CAN-BUS (Automatiesierungstechnik) um nur ein paar ausserhalb des PCs zu nennen.

Nun ist die Frage, wofür welchen Anspruch brauchst du für dein Referat?

Brauchst du nur grundlegende Dinge über Bussysteme oder sollst du es wirklich anhand des PC erklären. Denn das was du hinterfragst ist schon tiefergreifend und wie man an deinem Schreiben merkt fehlt dir dazu schon einiges an Hintergrundwissen....

Soll es wirklich so tiefgängig sein das du erklären musst wie ein Buchstabe von dir zu deinem Freund kommt?

Frage damit ich weiss wo ich ansetzen sollte...

[hyperion]

Hallo,

ehrlich gesagt weiß ich nicht wietiefgreifend das Referat gehen soll, aber ich denke es beschränkt sich auf Bussysteme im PC. Das Referat sollte ungefähr 15 min lang gehen, ich habe aber auch kein Problem damit wenn es doppelt solange dauert.

Vielen dank für dein Interesse.

mfg hyperion

[Stefan21j]

Also zum Bussystem.

Stell es dir wirklich vor wie ein Linienbus. Er fährt an stelle A ab und endet bei Z. Zwischendrin sind verschiedene Haltestellen.

Nun kommt es auf das Bussystem an.

Im groben... der Bus fährt immer. Egal ob Daten mitfahren...Dein Chef sagt zu dir Steige an Station A ein und bei Station H aus.

Also springst du auf den Bus mit einer bestimmten Adresse....

In PC-Systemen ist es ein wenig komplizierter (Wie will man auch so nen riesen Bus schwer in des kleine Gehäuse bekommt)

Aber ich will dir dein Referat nicht schreiben.

Daher gebe ich dir mal ein paar Begriffe: Northbridge, Southbridge und Chipsatz.

Wenn du dich mit den Begriffen auseinander setzt verstehst du auch sicher den Begriff Bussystem

Chipsatz

Systembus

wikipedia.de - Wikipedia, die freie Enzyklopdie

[hyperion]

Gut eine Frage habe ich aber noch.

DIe CPU ist ja der einzigste wo adressieren und steuern kann(außer bei Busmastering). Aber woher weiß die CPU denn was wohin soll? Die "Steuersignale" kommen ja vom Benutzer über Maus,Tastatur, etc. Da müsste doch irgendwie auch etwas in die CPU rein gehen. Geht das auch über den Bus?

mfg hyperion

[volker81]

DIe CPU ist ja der einzigste wo adressieren und steuern kann

:eek

Was ist das denn bitte?

Aber woher weiß die CPU denn was wohin soll? Die "Steuersignale" kommen ja vom Benutzer über Maus,Tastatur, etc. Da müsste doch irgendwie auch etwas in die CPU rein gehen. Geht das auch über den Bus?

Das macht das Betriebssystem in Verbindung mit dem Chipsatz.

[Harter]

HI hyperion,

zu deiner frage über die CPU, "DIe CPU ist ja der einzigste wo adressieren und steuern kann..."" so wie du das geschrieben hast, ist das nicht richtig!!! Die CPU ist der Prozessor, der wird auch gesteuert. Die Steuerung übernehmen die Chipsätze also die North- und Southbridge.

Ich versuchs dir mal über ein bsp. zu erklären:

Ein signal wird z.B. von der Tastatur abgegeben. Das wird an die USB-Schnittstelle geschickt, wenn du eine USB Tastatur hast. Das Signal wird dann so über einen "winzigen Teil" des Busses bis zur Southbridge geleitet. Das dann bei der Southbridge landet, über die Southbridge, weil die für die peripherie geräte zuständig ist!!! Erst dann kommt das Signal zum Prozessor. Danach kommt der Systembus (der Systembus ist eigentlich der hauptteil des Bussystemes) zum einsatz also... Datenbus, Adressbus und Steuerbus. Das Signal wird in 6 schritten übermittelt:

Schritt 1:

Der Prozessor legt die Adresse der Eingabebaugruppe auf den Adressbus.

Schritt 2:

Der Prozessor gibt einen Lesebefehl auf den Steuerbus.

Schritt 3:

Die Eingabebaugruppe registriert ihre Adresse (über den Adressbus) und den Lesebefehl (über den Steuerbus) und sendet ihre Daten auf den Datenbus.

Schritt 4:

Der Prozessor liest die Daten (vom Datenbus) und verarbeitet sie.

Schritt 5:

Überprüfung ob die Datenübertragung abgeschlossen ist:

Wenn “nein†dann weiter mit Schritt 4.

Wenn “ja†dann weiter mit Schritt 6

Schritt 6:

Der Prozessor löscht die Adresse der Eingabebaugruppe auf dem Adressbus und den Lesebefehl auf dem Steuerbus.

so ich hoffe es ist jetzt etwas klarer.

p.s. ich mache auch eine präsentation in der firma über die bussysteme ()

[hyperion]

Ich versuchs dir mal über ein bsp. zu erklären:

Ein signal wird z.B. von der Tastatur abgegeben. Das wird an die USB-Schnittstelle geschickt, wenn du eine USB Tastatur hast. Das Signal wird dann so über einen "winzigen Teil" des Busses bis zur Southbridge geleitet. Das dann bei der Southbridge landet, über die Southbridge, weil die für die peripherie geräte zuständig ist!!!

Gut soweit klar.

Erst dann kommt das Signal zum Prozessor.

Erst kommt das Signal doch zur Northbridge, da die Southbridge mit dem Prozessor doch überhaupt nicht verbunden ist, oder?

Danach kommt der Systembus (der Systembus ist eigentlich der hauptteil des Bussystemes) zum einsatz also... Datenbus, Adressbus und Steuerbus. Das Signal wird in 6 schritten übermittelt:

Ah ok, dann gibt es also einen Daten-, Adress- und Steuerbus nur zwischen RAM und Prozessor?

Sieht das Ganze so aus(1):

Northbridge----Prozessor----RAM

oder so(2):

Nortbridge-----Prozessor

   |

   |

 RAM

Nach deiner Erklärung würde ich ja (1) vermuten aber verschiedene Skizzen im Inet bilden eher (2) ab.

Danke für die Antwort.

Ich weiß es kommt vieleicht etwas blöd rüber zuerst zu fragen und wenn dann einer antwortet, die Antwort zu hinterfragen, aber ich will bei meinen Referaten immer wirklich sicher sein, dass auch alles stimmt.

mfg hyperion

[Cupido]

Der "klassische" aufbau entspricht deiner zweiten Skizze, welche ich auch für das Referat benutzen würde. Ohne gerade nach fakten zu suchen würde ich behaupten diese Variante ist (noch) verbreiteter...

Deine erste Skizze ist allerdings so auch schon auf dem markt. Bei AMD länger, bei Intel kürzer.

Genaugenommen musst du dir nur überlegen über welche CPU du redest, und beide Varianten sind korrekt.

Aber du hast recht, das Signal wandert noch von der South auf die Northbridge, und wird dort an die CPU übergeben.

[hyperion]

Vielen Dank.

[hyperion]

Tut mir leid jetzt habe ich doch noch einmal eine Frage auf die ich keine Natowrt finde.

Was versteht man unter der Busbreite.

Ist das die Summe aller Leitungen. Also Steuerbus + Adressbus + Datenbus.

Oder nur die Anzahl der Datenbusleitungen. Irgendwie wird das nirgendwo klar beschrieben.

mfg hyperion

[Cupido]

Seh grad bei Wikipedia ist das ganze tatsächlich etwas unschön erklärt wenn mans noch nicht verstanden hat... Von daher:

Busbreite ist immer auf einen bus gesehen, dessen anzahl an übertragenen bits pro takt.

Zum Beispiel ein 32 Bit Adressbus.

Der kann auf 32 Datenleitungen insgesamt gleichzeitig 32 Bit (also 32x1Bit.. nicht 32x32 ^^) übertragen, und hat damit eine Busbreite von 32Bit.

Es ist so Früh.. War das nun verständlich ausgedrückt? Kommt mir grad alles komisch vor :confused:

NOch kurz als Anmerkung: Es gibt Verfahren wo diese Rechnung nicht so einfach ist, Stichwort Multiplexing. Allerdings sollte man nicht so tief in die Materie eintauchen, da man mit zu viel Stoff aus deinem 15Minuten Vortrag, gern eine Tagesveranstaltung macht kann mit dem Thema Bussysteme

Bearbeitet 20. Januar 2009 von Cupido

[hyperion]

Ah ok, dann ist die Busbreite ein allgemeiner Begriff. Und jeweils der Datenbus, der Adressbus und der Steuerbus hat eine Busbreite(=die Anzahl der Leitungen). Und das Bussystem bestehend aus Steuerbus, Adressbus und Datenbus hat eben als Busbreite die Summe der Busbreiten der einzelnen Busse(Datenbus, Steuerbus, Adressbus).

mfg hyperion

[Cupido]

Es gibt nicht "Das Bussystem" als festgelegte Anzahl von bussen.. Das Bussystem ist die bezeichnung für eine ansammlung von beliebig vielen Bussen.

Der gedanke die komplette Busbreite eines PCs zu errechnen ist relativ abwegig.

Vorallem weil das Bussystem - meines wissens nach zumindest - auch externe Busse beinhaltet. Als Beispiel unseren Geliebten Universal Serial Bus ;-)

Und du kannst auch weitere Busse über Einbaukarten hinzufügen.. um ein Zweites Beispiel zu nennen einen Serial ATA Controller...

Du scheinst das ganze Prinzip was ein Bus in der Computertechnik ist noch garnicht verstanden zu haben..

Versuch doch mal in deiner Umgebung jemanden zu finden der sich mit sowas auskennt, und deine Fehler direkt erkennt oder vielleicht auch einfach nur besser merkt wie man es dir das Thema näher bringen kann als das über ein Forum geht.