ระบบบัส (Bus
System) ระบบบัส
คือเส้นทางที่คอมพิวเตอร์ใช้ในการติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่างๆ
เข้าด้วยกันเป็นระบบเดียวกัน ทั้งภายในแผงวงจรหลัก และอุปกรณ์ที่อยู่บน Slot ของระบบบัสส่วนเชื่อมโยงต่างๆ
ส่วนประกอบภายในเครื่องคอมพิวเตอร์ จะถูกเชื่อมโยงเข้าด้วยกันโดยวงจรทางไฟฟ้า
ที่เรียกว่าระบบบัส
บัสที่ใช้ในระบบคอมพิวเตอร์คือ
ชุดของการเชื่อมต่อแบบขนานอย่างง่าย ซึ่งมีอยู่บนแผงวงจรหลักของระบบคอมพิวเตอร์
ชิ้นส่วนการควบคุมต่างๆ เช่น CPU Chip
Peripheral ต่างๆ
และระบบของหน่วยความจำ เมื่อใดก็ตามที่มีการส่ง หรืออ่านข้อมูลจากหน่วยความจำหรือ
พอร์ท อินพุทเอ้าท์พุทต่างๆ ตำแหน่งที่อยู่ของหน่วยความจำ หรือพอร์ท
จะถูกกำหนดโดยค่าของตัวเลข หรือหมายเลข แอดเดรส ที่ใช้บ่งชี้เป็นกรณีพิเศษ
เมื่อมีการถ่ายโอนข้อมูล แอดเดรสจะถูกส่งผ่านตามส่วนของบัสที่เรียกว่า แอดเดรสบัส
(Address Bus) เมื่อแอดเดรสได้ถูกกำหนดแล้ว ข้อมูลจะถูกส่งไปยังส่วนของบัสที่แยกออกไปซึ่งเรียกว่า
ดาต้าบัส (Data Bus) นอกจากนี้ยังมีส่วนที่ใช้ควบคุมกิจกรรมต่างๆ
ในระบบ ซึ่งแยกออกมาเฉพาะเรียกว่าบัสควบคุม (Control
Bus) การควบคุม การเขียน
อ่านข้อมูล เป็นต้น
ส่วนประกอบของระบบบัส
ระบบบัส
จะประกอบด้วย
1. เส้นทาง
หมายถึง เส้นทางที่ข้อมูลเดินทางผ่าน ส่วนใหญ่จะสังเกตเป็นเส้นบนเมนบอร์ด
2. ชิปควบคุม
ทำหน้าที่ บริหารการเข้าใช้บัสของชิ้นส่วนต่าง ๆ
และทำหน้าที่ป้องกันปัญหา
ขัดแย้งกันเนื่องจากการแย่งใช้บัสในเวลาเดียวกัน3.
สล๊อตต่อขยาย เป็นตัวกลางที่ใช้ติดต่อสื่อสารระหว่างเมนบอร์ดกับการ์ดเสริมต่าง ๆ
ซึ่งจะถูกออกแบบมาให้ตรงกับระบบบัสนั้น ๆ เช่น
ระบบบัส PCI ก็จะมีสล๊อต
PCI ซึ่งใช้เสียบการ์ดแบบ PCI
บัสประกอบด้วย 2 ส่วน คือ
บัสข้อมูลและบัสที่อยู่ บัสข้อมูลจะส่งข้อมูลจริงๆ
ส่วนบัสที่อยู่จะส่งข้อมูลเกี่ยวกับตำแหน่งที่ข้อมูลควรจะอยู่ในหน่วยความจำ
- ขนาดของบัส
สามารถวัดได้เป็นความกว้างบัส ซึ่งเป็นตัวระบุจำนวนบิทที่คอมพิวเตอร์สามารถส่งได้ในแต่ละครั้ง
เช่น บัสที่มีขนาด 32 บิท (32-bit bus) จะสามารถส่งข้อมูลได้ 32 บิท หรือ 4
ไบท์ในแต่ละครั้ง ถ้าเราต้องการส่งข้อมูล 8 บิท โดยใช้บัสขนาดนี้ ก็จะต้องแบ่งส่ง
2 ครั้งด้วยกัน แต่ถ้าเราใช้บัสที่มีขนาด 64 บิท ก็จะสามารถส่งข้อมูลได้ทั้งหมดภายในครั้งเดียว
-
บัสจะมีสัญญาณนาฬิกาเช่นเดียวกับหน่วยประมวลผล
ซึ่งผู้ผลิตกำหนดให้ีสัญญาณนาฬิกามีความถี่เป็นเฮิร์ต (hertz หรือ
Hz) คำว่าเมกะเฮิร์ต (MHz)
คือสัญญาณนาฬิกา (ติ๊ก)
1 ล้านครั้งใน 1 วินาที ในปัจจุบันส่วนใหญ่ หน่วยประมวลจะมีสัญญาณนาฬิกา ประมาณ
400, 533, 800
MHz ยิ่งค่าสัญญาณนาฬิกาสูงเท่าไหร่
ความเร็วในการส่งข็อมูลก็มากเท่านั้น
ชนิดเส้นทางบัส
ชนิดเส้นทางบัสแบ่งตามสัญญาณที่ส่ง
- Power
Bus เส้นทางบัสสำหรับจ่ายไฟฟ้า
- Data
Bus เส้นทางบัสสำหรับระบบข้อมูล
- Ground
Bus เส้นทางบัสสำรหับสายดิน
ชนิดเส้นทางบัสแบ่งตามข้อมูลที่ส่ง
- Data
Bus มีทั้งหมด 24 เส้น
ใช้สำหรับส่งข้อมูลในรูปของสัญญาณไฟฟ้าเปิดปิด (0,1)
โดยสายเหล่านี้จะถูกต่อเข้ากับอุปกรณ์ เช่น หน่วยความจำ อแดปเตอร์การ์ด
ดังนั้นเมื่อมีการส่งข้อมูล ๆ นั้นก็จะผ่านอุปกรณ์เหล่านั้นทั้งหมด
แต่อุปกรณ์ที่รับข้อมูลนี้ต้องมี Address
ตรงกับค่าที่กำหนดใน Address Bus
- Address
Bus มีทั้งหมด 20-32 เส้น ใข้สำหรับส่งข้อมูลเป็นสัญญาณ
บอกตำแหน่งที่อยู่หรือแอดเดรสในหน่วยความจำ
จำนวนเส้นของ Address Bus จะบอกถึงความสามารถในการอ้างถึงหน่วยความจำ
ซึ่งจะแตกต่างกันไปตามซีพียูแต่ละรุ่น เช่น
8088 มี Address Bus 20
เส้น ดังนั้นจะอ้างถึงหน่วยความจำได้ขนาด 220
หรือ 1 เมกะไบต์ ส่วน
80286 มี 24 เส้น จะอ้างถึงหน่วยความจำได้ขนาด 224 หรือ
16 เมกะไบต์ เป็นต้น
- Control
Bus ใช้สำหรับส่งสัญญาณควบคุมพื้นฐาน
เพื่อระบุว่าให้อุปกรณ์ที่จะได้รับข้อมูลใน Data
Bus นั้นจัดการอย่างไรกับข้อมูลที่ได้รับ
ประเภทของบัสแบ่งตามลักษณะของข้อมูลที่ปรากฏบนบัส
ได้ดังนี้
1. บัสข้อมูล (DATA BUS) เป็นบัสที่หน่วยประมวลผลกลาง
(CPU) ใช้เป็นเส้นทางผ่านในการควบคุมการส่งถ่ายข้อมูลจากหน่วยประมวลผลกลาง
(CPU) ไปยังอุปกรณ์อุปกรณ์ภายนอกหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอก
เพื่อทำการประมวลผลที่หน่วยประมวลผลกลาง (CPU)
2. บัสรองรับข้อมูล (ADDRESS BUS) คือบัสที่หน่วยประมวลผลกลาง
(CPU) เลือกว่าจะส่งข้อมูลหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ไหนไปที่ใด
โดยจะต้องส่งสัญญาณเลือกออกมาทาง ADDRESS
BUS
3. บัสควบคุม (CONTROL BUS) เป็นบัสที่รับสัญญาณการควบคุมจากหน่วยประมวลผลกลาง
(CPU) เพื่อบังคับว่าจะอ่านข้อมูลเข้ามา
หรือจะส่งข้อมูลออกไป จากหน่วยประมวลผลกลาง (CPU)
โดยระบบภายนอกจะตอบรับต่อสัญญาณควบคุมนั้น
คอมพิวเตอร์มีบัสอยู่
2 ชนิดคือ บัสระบบ (system bus) และ บัสเสริม (expansion bus)
บัสระบบ (system bus) เป็นส่วนหนึ่งเมนบอร์ด
หรือแผงวงจรหลัก
บัสระบบทำหน้าที่เป็นเส้นทางต่อระหว่างหน่วยประมวลผลกับหน่วยความจำ
ส่วนบัสเสริมเป็นบัสที่ทำให้หน่วยประมวลสามารถติดต่อสื่อสารกับอุปกรณ์ต่อ
พ่วงอื่นๆ ได้ ส่วนใหญ่ที่มีการอ้างถึง บัส เฉยๆ จะหมายถึง บัสระบบ
บัสเสริม (expansion bus) จะทำให้อุปกรณ์ภายนอกระบบ
สามารถติดต่อกับหน่วยประมวลผลได้ อุปกรณ์ต่อพ่วงจะต่อเข้ากับพอร์ต
ซึ่งพอร์ตจะต่ออยู่บน ช่องเสริม (expansion
slot) ซึ่งช่องเสริมนี้จะต่อกับ
บัสเสริมเพื่อส่งข้อมูลไปยังหน่วยประมวลผล
รูปข้างล่างนี้เป็นรูปของการส่งข้อมูลระหว่างหน่วยประมวลผล หน่วยความจำ
อุปกรณ์ต่อพ่วงต่างๆ ผ่านทางบัสระบบ และบัสเสริม บัสเสริมบนเมนบอร์ดมีหลายชนิด
แต่ละชนิดบ่งบอกถึงชนิดของการ์ดที่ต่างๆ ที่ต่ออย่บนคอมพิวเตอร์ ได้แก่ บัส ISA, บัส
PCI, บัส AGP,
บัส USB และบัสไฟร์ไวร์
บัสท้องถิ่น (local bus) เป็นบัสเสริมที่มีความเร็ว
สูง จะต่อกับอุปกรณ์ที่มีการทำงานเร็วๆ เช่น ฮาร์ดดิสก์
บัสท้องถิ่นที่ควรรู้จักได้แก่ VESA local bus
(Video Electronics Standards Association local bus) ซึ่งส่วนใหญ่ใช้กับการ์ดวิดีโอเท่านั้น และบัส PCI เป็นบัสที่ใช้กับอุปกรณ์ต่างๆ
ได้หลากหลายกว่า VESA lacal bus มาก และมีความเร็วในการส่งข้อมูลเป็น 4
เท่าของบัส ISA