Primera generacin

La empresaDECnot que el uso de dos buses no era necesario si se combinaban las direcciones de memoria con las de los perifricos en un solo espacio de memoria (mapeo), de manera que la arquitectura se simplificaba ahorrando costos de fabricacin en equipos fabricados en masa, como eran los primerosminicomputadores.Los primerosmicrocomputadoresse basaban en la conexin de varias tarjetas de circuito impreso a un bus Backplanepasivo que serva de eje al sistema. En ese bus se conectaba la tarjeta dePUque realiza las funciones de rbitro de las comunicaciones con las dems tarjetas de dispositivo conectadas; las tarjetas incluan la memoria, controladoras de diskette y disco, adaptadores de vdeo. La CPU escriba o lea los datos apuntando a la direccin que tuviera el dispositivo buscado en el espacio nico de direcciones haciendo que la informacin fluyera a travs del bus principal.Entre las implementaciones ms conocidas, estn los busesBus S-100y elBus ISAusados en varios microcomputadores de los aos 70 y 80. En ambos, el bus era simplemente una extensin del bus delprocesadorde manera que funcionaba a la misma frecuencia. Por ejemplo en los sistemas con procesadorIntel 80286el bus ISA tena 6 u 8megaherciosde frecuencia dependiendo del procesador.Backplane: Unbackplanees una placa de circuito (por lo general, una placa decircuito impreso) que conecta variosconectoresen paralelo uno con otro, de tal modo que cadapinde un conector est conectado al mismo pin relativo del resto de conectores,1formando unbus de ordenador. Se utiliza como columna vertebral para conectar varias placas de circuito impreso (tarjetas) que juntas forman unacomputadora. Uno de los primeros sistemas en utilizar este enfoque fue elBus S-100, llamado as porque los conectores tenan 100 pines, que fue muy popular en los primerosordenadores personales como elAltair 8800. Tanto elApple IIcomo elIBM PCintegraban un backplane en laplaca madreparatarjetas de expansin.Mientras que una placa madre puede incluir un backplane, el backplane es en realidad una entidad separada. Un backplane se diferencia generalmente por la falta deCPUs, constando como mucho de los chips necesarios para manejar el bus, mientras que la CPU y elchipsetresiden en una tarjetaSingle Board Computer.Se utilizan preferentemente Backplanes en lugar de cables por su mayorfiabilidad. En un sistema con cables, estos se ven flexionados cada vez que se inserta o remueve una tarjeta, lo que causa eventualmente fallos mecnicos. Un backplane no se ve afectado por ese problema, por lo que su vida operativa est solo limitada por la longevidad de sus conectores. Por ejemplo los conectoresDIN 41612utilizados en elVME buspueden soportar de 50 a 500 inserciones y retiradas (llamadas ciclos de apareamiento), dependiendo de su calidad.Un backplane proporciona una funcionalidad mnima sin unComputador en una tarjetainstalado que le proporcione la CPU y otras funcionalidades del ordenador. Un Computador en una tarjeta (Single Board Computer) que cumple con la especificacin PICMG 1.3 y compatible con un backplane PICMG 1.3 es denominadoSystem Host Board(SHB).2Un backplane puede utilizarse sin unComputador en una tarjetapara proporcionar alimentacin elctrica a las tarjetas conectadas en l. Es de uso comn en las empresas que fabrican tarjetas de ampliacin para testearlas y grabarlas.Adems, existen cables de bus de expansin que permiten extenderlo a un backplane externo, generalmente situado en una carcasa auxiliar, para proporcionar ms o diferentes ranuras de expansin de las que el ordenador principal proporciona. Estos grupos de cables tienen un circuito transmisor situado en el ordenador, una tarjeta de expansin situada en el backplane externo, y un cable entre ambos. Estos cables no necesita de unComputador en una tarjetaen el backplane remoto para controlar las tarjetas de entrada/salida, y este slo proporciona la electrnica de expansin necesaria.Tipos de backplanes: Los Backplanes han crecido en complejidad desde los simplesISA(utilizado en elIBM PC) oBus S-100donde todos los conectores estaban conectados a un bus comn. Debido a las limitaciones inherentes a las especificacionesPCIpara las ranuras de ampliacin, los backplanes se dividen ahora enactivosypasivos Pasivos: aquellos que consisten nicamente en conexiones elctricas para la intercomunicacin. Activos: aquellos que incorporan circuitera y lgica para el encaminamiento de dicha intercomunicacin.Los Backplanes pasivos no ofrecen circuitos de gobierno del bus. Cualquier lgica de arbitraje deseado se ponga en las tarjetas hijas. Los Backplanes activos incluyen chips conbufferde las distintas seales en las ranuras.La distincin entre los dos no siempre es muy claro, pero puede convertirse en un problema importante si el sistema en su conjunto se espera que no tenga un SPOF(punto nico de fallo). Un backplane pasivo, incluso si es nico, no se considera un SPOF. Los Backplanes activos son ms complicados y por lo tanto no tienen cero riesgos de mal funcionamiento.Algunas backplanes se construyen con ranuras en ambos lados. No son lo mismo que un backplane de medio plano. Un backplane mariposa se construye para maximizar el nmero de ranuras con la mnima altura vertical. El backplane se monta verticalmente en un chasis orientado de frente hacia atrs y la SBC y tarjetas conectadas se montan tumbadas, pudiendo sobresalir por ambos lados del backplane. Esto, por ejemplo, permite el uso de hasta cuatro tarjetas de altura completa en un chasis 2U.Los servidores suelen tener un backplane para conectar discos duros intercambiables en caliente, los pines del backplane pasan directamente a las tomas del disco duro sin cables. Pueden tener un solo conector para conectar un controlador de matriz de discos o varios conectores que se pueden conectar a uno o ms controladores de forma arbitraria. Se encuentran backplanes comnmente endiscos externos, matrices de discos, yservidores.Backplanes para discos duros SAS y SATA HDD utilizan con mayor frecuencia el protocoloSGPIOcomo medio de comunicacin entre elHBAy el backplane. Alternativamente se puede utilizarSCSI Enclosure Services. Con subsistemasParallel SCSI,SAF-TEse utiliza en computadoras, principalmente enServidores blade, donde los servidores blade residen en un lado y los perifricos (alimentacin, redes, y otras entadas/salidas) y mdulos de servicios residen en el otro. Midplanes son tambin populares en la creacin de redes y equipos de telecomunicaciones donde un lateral del chasis acepta tarjetas de sistema de procesamiento y el otro lado del chasis acepta tarjetas de interfaz de red.El bus S-100: Elbus S-100,IEEE696-1983 (retirado), fue uno de los primerosbus de datosdiseado en1974como parte delAltair 8800, generalmente considerado el primer "ordenador personal". El bus S-100 fue el primer bus estndar de la industria para los fabricantes demicroordenadores, y los ordenadores S-100, procesadores y tarjetas perifricas, fueron producidos por varios fabricantes. El bus S-100 form las bases para los ordenadores caseros cuyos constructores (por ej., elHomebrew Computer Club) implementaron drivers paraCP/MyMP/M. Estos microordenadores S-100 ocuparon desde el hobby del aficionado a las estaciones de trabajo para pequeos negocios y fueron la cumbre del mundo de los microordenadores hasta el advenimiento delIBM PC(que algunos superaron).El Bus S-100 estaba hecho con un conjunto de conectores de borde de tarjeta de 100 contactos, montados sobre una tabla madre o backplane y alambrados en paralelo. Las placas enchufadas en los conectores del Bus S-100 eran placas de tamao 5 X 10 pulgadas y eran de tres tipos: CPU, memoria, e interface.El Bus S-100 fue diseado originalmente para ser usado con una placa de CPU que usaba el microprocesador 8080. Por eso, las seales del Bus S-100 seguan muy de cerca las del sistema 8080. Las seales del Bus S-100 podan agruparse en cuatro categoras funcionales: 1) alimentacin, 2) datos, 3) direccin y 4) de reloj y control.El Bus S-100 tena tres fuentes de alimentacin: +8 voltios, -8 voltios y -18 voltios. Las principales fuentes de alimentacin no eran reguladas y por ello el control de la alimentacin tena que ser realizado en cada placa de manera individual.Aunque el Bus S-100 estaba basado en el microprocesador 8080, el cual tena un bus de datos bidireccionales de 8 bits, el Bus S-100 originalmente tena dos buses de datos unidireccionales de 8 bits. El comit de estndares IEEE-696 introdujo el bus de datos de 16 bits en el S-100 a travs de la combinacin de los dos buses unidireccionales de 8 bits. En esta manera el Bus S-100 pudo utilizar procesadores ms avanzados que los de 8-bits.El Bus S-100 tena 24 lneas de direcciones. Se usan emisores lgicos triestables para emitir las direcciones del bus y en esta manera permitir operaciones de acceso directo a memoria (DMA). Las seales de reloj y control en el bus del S-100 fueron usadas para dirigir el trfico del bus. Por ejemplo una seal de control permita la operacin de acceso directo a memoria. ElDazzler Cromemcoes un ejemplo de una tarjeta grfica S-100 que utiliz acceso directo a memoria.Muchos procesadores distintos han sido adaptados al Bus S-100. Lneas indefinidas del estndar original fueron usadas para permitir la operacin de procesadores ms avanzados. La tarjeta XXU de Cromemco, lanzada en 1986, us el procesador 68020 de Motorola de 32-bits, el ms rpido usado en el Bus S-100.

El bus ISA: ElIndustry Standard Architecture(eningls,Arquitectura Estndar de la Industria), casi siempre abreviadoISA, es una arquitectura debuscreada porIBMen 1980 enBoca Raton, Florida para ser empleado en losIBM PC.ISA se cre como un sistema de 8 bits en elIBM PCen1980, y se extendi en1983como elXT bus architecture. El nuevo estndard de 16 bits se introduce en1984y se le llama habitualmenteAT bus architecture. Diseado para conectar tarjetas de ampliacin a laplaca madre, el protocolo tambin permite elbus masteringaunque slo los primeros 16MiBde la memoria principal estn disponibles para acceso directo. El bus de 8 bits funciona a 4,77MHz(la misma velocidad que el procesadorIntel 8088empleado en el IBM PC), mientras que el de 16 bits opera a 8 MHz (el deIntel 80286del IBM AT). Est tambin disponible en algunas mquinas que no son compatibles IBM PC, como elAT&THobbit(de corta historia), losCommodore Amiga 2000, 3000 y 4000 as como losBeBoxbasados enPowerPC. Fsicamente, el slot XT es un conector de borde de tarjeta de 62 contactos (31 por cara) y 8,5centmetros, mientras que el AT se aade un segundo conector de 36 contactos (18 por cara), con un tamao de 14 cm. Ambos suelen ser en color negro. Al ser retro compatibles, puede conectarse una tarjeta XT en un slot AT sin problemas, excepto en placas mal diseadas.En1987, IBM comienza a reemplazar el bus ISA por su bus propietario MCA (Micro Channel Architecture) en un intento por recuperar el control de la arquitectura PC y con ello del mercado PC. El sistema es mucho ms avanzado que ISA, pero incompatible fsica y lgicamente, por lo que los fabricantes de ordenadores responden con elExtended Industry Standard Architecture(EISA) y posteriormente con elVESA Local Bus(VLB). De hecho, VLB usa algunas partes originalmente diseados para MCA debido a que los fabricantes de componentes ya tienen la habilidad de fabricarlos. Ambos son extensiones compatibles con el estndar ISA.Los usuarios de mquinas basadas en ISA tenan que disponer de informacin especial sobre el hardware que iban a aadir al sistema. Aunque un puado de tarjetas eran esencialmentePlug-and-play(enchufar y listo), no era lo habitual. Frecuentemente haba que configurar varias cosas al aadir un nuevo dispositivo, como laIRQ, las direcciones de entrada/salida, o el canalDMA. MCA haba resuelto esos problemas, y actualmentePCIincorpora muchas de las ideas que nacieron con MCA (aunque descienden ms directamente de EISA).Estos problema con la configuracin llevaron a la creacin deISA PnP, un sistemaPlug-and-playque usa una combinacin de modificaciones al hardware, laBIOSdel sistema, y el software delsistema operativoque automticamente maneja los detalles ms gruesos. En realidad, ISA PnP acab convirtindose en un dolor de cabeza crnico, y nunca fue bien soportado excepto al final de la historia de ISA. De ah proviene la extensin de la frase sarcstica "plug-and-pray" (enchufar y rezar).Los slots PCI fueron el primer puerto de expansin fsicamente incompatible con ISA que lograron expulsarla de laplaca madre. Al principio, las placas base eran en gran parte ISA, incluyendo algunas ranuras del PCI. Pero a mitad de los90, los dos tipos de slots estaban equilibrados, y al poco los ISA pasaron a ser minora en los ordenadores de consumo. Las especificacionesPC 97deMicrosoftrecomendaban que los slots ISA se retiraran por completo, aunque la arquitectura del sistema todava requiera de ISA en modo residual para direccionar las lectoras dedisquete, los puertosRS-232, etc. Los slots ISA permanecen por algunos aos ms y es posible ver placas con un slotAccelerated Graphics Port(AGP) justo al lado de laCPU, una serie de slots PCI, y uno o dos slots ISA cerca del borde.Es tambin notable que los slots PCI estn "rotados" en comparacin con los ISA. Los conectores externos y la circuitera principal de ISA estn dispuestos en el lado izquierdo de la placa, mientras que los de PCI lo estn en el lado derecho, siempre mirando desde arriba. De este modo ambos slots podan estar juntos, pudiendo usarse slo uno de ellos, lo que exprima la placa madre.Elancho de bandamximo del bus ISA de 16 bits es de 16Mbyte/segundo. Este ancho de banda es insuficiente para las necesidades actuales, tales como tarjetas de vdeo de alta resolucin, por lo que el bus ISA no se emplea en los PC modernos (2004), en los que ha sido sustituido por elbus PCI.Laarquitectura XTes una arquitectura de bus de 8 bits usada en los PC con procesadoresIntel 8086 y 8088, como los IBM PCeIBM PC XTen los80. Precede a la arquitectura AT de 16 bits usada en las mquinas compatiblesIBM Personal Computer/AT.El bus Nubus: NuBus es un bus de ordenador paralelo de 32 bits, desarrollado originalmente en el MIT y estandarizado en 1987 como parte del proyecto de estacin de trabajo NuMachine. La primera aplicacin completa de las NuBus hecho por Western Digital para su NuMachine, y para el Lisp Machines Inc. LMI Lambda. Los NuBus se incorporaron ms tarde en los productos de Lisp por Texas Instruments, y se utiliza como el bus de expansin principal por Apple Computer y el prximo. Ya no es ampliamente utilizado fuera del mercado integrado.Buses de ordenador tempranos como S-100 eran esencialmente nada ms que las patillas del procesador ejecute a cabo en el plano posterior y, a continuacin en los conectores. Esto significa que cualquier cambio en la arquitectura general, se requiere un nuevo autobs tambin. Mirando a evitar tales problemas en el futuro, NuBus fue diseado para ser independiente del procesador, su arquitectura general, o cualquier detalle de su manejo de E/S.Entre sus muchas caractersticas avanzadas para la poca, NuBus utiliza un backplane de 32 bits cuando 8 - o de buses de 16 bits eran comunes. Esto fue visto como hacer que el bus "a prueba de futuro", como se crea generalmente que los sistemas de 32 bits llegaran en un futuro prximo, mientras que los sistemas ms grandes era poco probable que se necesiten.Adems, NuBus era agnstico sobre el propio procesador. La mayora de los autobuses hasta el momento conforme a las normas de sealizacin y los datos de la mquina que se conecta. NuBus no hizo tales supuestos, lo que significa que cualquier tarjeta de NuBus puede ser conectado a cualquier mquina NuBus, siempre y cuando se produjo un controlador de dispositivo adecuado.Para seleccionar el controlador de dispositivo adecuado, NuBus incluy un esquema de identificacin que permite que las tarjetas se identifican con el equipo host durante el inicio. Esto significa que el usuario no tiene que configurar el sistema, la pesadilla de los sistemas de bus hasta ese momento. Por ejemplo, con ISA el conductor tena que ser configurado no slo para la tarjeta, sino para cualquier memoria que se requiere, las interrupciones se utiliza, y as sucesivamente. NuBus requiere dicha configuracin, por lo que es uno de los primeros ejemplos de arquitectura de plug and play.En el lado negativo, mientras que esta flexibilidad hecho Nubus mucho ms sencillo para el usuario y los autores de controladores de dispositivos, que hizo las cosas ms difciles para los diseadores de las propias tarjetas. Mientras que la mayora de los sistemas de bus de "simples" eran fcilmente compatibles con un puado de fichas de entrada/salida diseados para ser utilizados con la CPU en mente, con NuBus cada tarjeta y el ordenador tena que convertir todo en una plataforma independiente del "mundo NuBus". Normalmente, esto significa la adicin de un chip controlador NuBus entre los chips de E/S de bus y en la tarjeta, lo que aumenta los costos. Si bien este es un ejercicio trivial hoy en da, que todos los autobuses ms nuevos requieren, en el momento en la dcada de 1980 NuBus fue considerado complejo y costoso.Los NuBus se convirtieron en un estndar en 1987 como IEEE 1196. Esta versin utiliza un conector de tres filas de 96 pines estndar, que ejecuta el sistema en un reloj de 10 MHz para un rendimiento mximo de rfaga de 40 MB/s, y velocidades promedio de 10 a 20 MB/s. Una adicin posterior, NuBus 90, el aumento de la frecuencia de reloj de 20 MHz para un mejor rendimiento, se ech el aumento a 70 MB/s, y el promedio de cerca de 30 MB/s.Los NuBus fue desarrollado comercialmente por primera vez en el Digital NuMachine occidental, y se utiliza por primera vez en un producto de la produccin por su titular, Lisp Mquinas, Inc., en los pases de LMI-Lambda, una Mquina Lisp. El proyecto y el grupo de desarrollo se vendi a travs de Western Digital para Texas Instruments en 1984 - La tecnologa fue incorporada a su TI Explorer, tambin una Mquina Lisp. En 1986, Texas Instruments utiliz los NuBus en el sistema S1500 multiprocesador UNIX. Ms tarde, los dos instrumentos y Symbolics de Texas desarrollaron tablas NuBus Mquina Lisp en funcin de sus microprocesadores de apoyo Lisp. Estas placas NuBus eran co-procesador mquinas Lisp para la lnea de Apple Macintosh.NuBus tarde fue seleccionado por Apple Computer para el uso en su proyecto Macintosh II, en su carcter de plug-n-play encaja bien con la filosofa de Mac a la facilidad de uso. Fue utilizado en la mayor parte de la serie Macintosh II y Macintosh Quadras que compone la lnea Mac de nivel profesional a partir de la dcada de 1980 hasta mediados de la dcada de 1990, y pas a ser NuBus90 comenzando con el Macintosh Quadras. Los primeros Quadras slo apoyaron la tasa de 20 MHz cuando dos cartas estaban hablando el uno al otro, ya que el controlador de la placa base no se ha actualizado. Esta tarde se abord en los modelos 660AV y 840AV, y se utiliza en los modelos tempranos PowerMac. Ms tarde PowerMac adopt bus de Intel PCI. Aplicacin NuBus de Apple utiliza conectores hembra pin y en el reverso de la tarjeta en lugar de los conectores de borde a menudo difciles con tornillos de estrella dentro de la caja que la mayora de las tarjetas de uso, lo que es mucho ms fcil de instalar las tarjetas. Ordenadores de Apple tambin se suministran siempre-en V "goteo" fuente de alimentacin para tareas como ver la lnea telefnica mientras el ordenador estaba apagado. Esto era al parecer parte de un estndar NuBus no aprobado.NuBus tambin fue seleccionado por NeXT Computer para su lnea de mquinas, sino que se utiliza un diseo fsico diferente PCB. NuBus parece haber visto poco uso fuera de estos papeles, y cuando Apple cambi a PCI a mediados de 1990, NuBus desapareci rpidamente.

Plug-and-play: Plug-and-playoPnP(en espaol "enchufar y usar") es la tecnologa o cualquier avance que permite a undispositivo informticoser conectado a unacomputadorasin tener que configurar, mediantejumperso software especfico (no controladores) proporcionado por el fabricante, ni proporcionar parmetros a sus controladores. Para que sea posible, elsistema operativocon el que funciona el ordenador debe tener soporte para dicho dispositivo.No se debe confundir conHot plug, que es la capacidad de un perifrico para ser conectado o desconectado cuando el ordenador est encendido.Plug-and-playtampoco indica que no sea necesario instalarcontroladoresadicionales para el correcto funcionamiento del dispositivo. Plug and Play no debera entenderse como sinnimo de "no necesita controladores".Uno de los primeros buses de expansin que incorporaron los ordenadores personales fueron el busISA. Estos buses facilitaron enormemente la incorporacin de nuevos dispositivos a los ordenadores personales. Sin embargo, la incorporacin de un dispositivo a dicho bus requera conocimientos deArquitectura de computadorasajenos a la mayora de los usuarios. Estos conocimientos, excepto dispositivos concretos, generalmente se basaban en la asignacin manual de las direccionesIRQ, direcciones de entrada/salida, o el canalDMAque deben ser nicas para cada dispositivo del sistema. El usuario tena que indicarle al ordenador estos valores mediante 'jumpers' (las ms antiguas), pequeos interruptores (switches) o mediantesoftwareespecfico del fabricante (incluso, algunos dispositivos creados para el ordenadorApple IIrequeran que se realizaran cortes y empalmes en cables, y puntos de soldadura, suponiendo que no habra necesidad de cambiar la configuracin jams).IBMintentando solucionar este problema (y para intentar reconquistar el terreno perdido en el mercado de ordenadores personales) dise su propio bus que no requera ningn tipo de configuracin, elbus MCA. Aunque pese a ser tecnolgicamente ms avanzado que ISA, perdi fuerza comercial por, la mayora dominante de ISA (y su precio ms accesible).Distintos fabricantes de la industria decidieron formar un consorcio con el objetivo de promover unestndar de industriaque simplificara el uso de perifricos: la tecnologa Plug & Play. Esto requera innovaciones tanto en elhardwarecomo en elsistema operativo. Ambos deban estar diseados para esta tecnologa. Se incorpor en las ltimas revisiones de ISA, aunque no fue hasta la llegada del busPCIcuando el estndar comenz a funcionar correctamente.AGP: Accelerated Graphics PortoAGP(en espaol "Puerto de Grficos Acelerados") es una especificacin de bus que proporciona una conexin directa entre el adaptador de grficos y la memoria. Es un puerto (puesto que slo se puede conectar un dispositivo, mientras que en el bus se pueden conectar varios) desarrollado porIntelen 1996 como solucin a los cuellos de botella que se producan en las tarjetas grficas que usaban el busPCI. El diseo parte de las especificaciones delPCI2.1.El puerto AGP es de 32 bits como PCI pero cuenta con notables diferencias como 8 canales ms adicionales para acceso a lamemoria de acceso aleatorio(RAM). Adems puede acceder directamente a esta a travs delpuente nortepudiendo emular as memoria de vdeo en la RAM. La velocidad delbuses de 66 MHz.El bus AGP cuenta con diferentes modos de funcionamiento. AGP 1X: velocidad 66 MHz con una tasa de transferencia de 266 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V. AGP 2X: velocidad 133 MHz con una tasa de transferencia de 532 MB/s y funcionando a un voltaje de 3,3V. AGP 4X: velocidad 266 MHz con una tasa de transferencia de 1 GB/s y funcionando a un voltaje de 3,3 o 1,5V para adaptarse a los diseos de las tarjetas grficas. AGP 8X: velocidad 533 MHz con una tasa de transferencia de 2 GB/s y funcionando a un voltaje de 0,7V o 1,5V.Estas tasas de transferencias se consiguen aprovechando los ciclos de reloj del bus mediante un multiplicador pero sin modificarlos fsicamente.El puerto AGP se utiliza exclusivamente para conectartarjetas grficas, y debido a su arquitectura slo puede haber una ranura. Dicha ranura mide unos 8 cm y se encuentra a un lado de las ranurasPCI.A partir de 2006, el uso del puerto AGP ha ido disminuyendo con la aparicin de una nueva evolucin conocida comoPCI-Express, que proporciona mayores prestaciones en cuanto a frecuencia y ancho de banda. As, los principales fabricantes de tarjetas grficas, comoATIynVIDIA, han ido presentando cada vez menos productos para este puerto.PCI: UnPeripheral Component Interconnect(PCI, "Interconexin de Componentes Perifricos") es unbusde ordenador estndar para conectar dispositivos perifricos directamente a su placa base. Estos dispositivos pueden ser circuitos integrados ajustados en sta (los llamados "dispositivos planares" en la especificacin PCI) o tarjetas de expansin que se ajustan en conectores. Es comn enPC, donde ha desplazado alISAcomo bus estndar, pero tambin se emplea en otro tipo de ordenadores.En diferencia de los buses ISA, el bus PCI permite configuracin dinmica de un dispositivo perifrico. En el tiempo de arranque del sistema, las tarjetas PCI y el BIOS interactan y negocian los recursos solicitados por la tarjeta PCI. Esto permite asignacin deIRQsy direcciones del puerto por medio de un proceso dinmico diferente del bus ISA, donde las IRQs tienen que ser configuradas manualmente usandojumpersexternos. Las ltimas revisiones de ISA y elbus MCAdeIBMya incorporaron tecnologas que automatizaban todo el proceso de configuracin de las tarjetas, pero el bus PCI demostr una mayor eficacia en tecnologa "plug and play". Aparte de esto, el bus PCI proporciona una descripcin detallada de todos los dispositivos PCI conectados a travs del espacio de configuracin PCI.La especificacin PCI cubre el tamao fsico del bus, caractersticas elctricas, cronmetro del bus y sus protocolos. El grupo de inters especial de PCI (PCI Special Interest Group) comercializa copias de la especificacin.El PCI 1.0, que era solamente una especificacin a nivel de componentes, fue lanzado el 22 de junio de 1992. El PCI 2.0, el primero en establecer el estndar para el conector y el slot de la placa base, fue lanzado en 1993. El PCI 2.1 se lanz al mercado el 1 de junio de 1995.PCI fue inmediatamente puesto al uso de los servidores reemplazandoMCAyEISAcomo opcin al bus de expansin. En PC fue ms lento en reemplazar alVESA Local Busy no gan la suficiente penetracin en el mercado hasta despus del 1994 con la segunda generacin de los Pentium. Para 1996 el VESA se extingui y las compaas reemplazaron hasta en los computadores80486.Appleadopt el PCI para elPower Macintosh(reemplazando alNuBus) a mediados de 1995 y el Performa(reemplazando a LCPDS) a mediados de 1996.Nuevas versiones PCI aadieron caractersticas y mejoras en el rendimiento incluyendo un estndar a 66MHz 3.3V y otro de 133MHz llamadosPCI-X. Ambos PCI-X 1.0b y PCI-X 2.0 son compatibles con sus predecesores. Con la introduccin de la versin serialPCI Expressen el 2004, los fabricantes de placas base van incluyendo cada vez menos ranuras PCI a favor del nuevo estndar, aunque todava es comn ver ambas interfaces implementadas.El PCI tiene 2 espacios de direccin separados de32-bity64-bitcorrespondientes a la memoria y puerto de direccin de entrada/salida de la familia de procesadores deX86. El direccionamiento es asignado por el software. Un tercer espacio de direccin llamado Espacio de Configuracin PCI (PCI Configuration Space), el cual utiliza un esquema de direccionamiento corregido que permite al software determinar la cantidad de memoria y espacio de direcciones entrada/salida necesitado por cada dispositivo. Cada dispositivo que conectas puede solicitar hasta seis reas de espacio de memoria o espacios de puerto entrada/salida a travs de su registro de espacio de configuracin.En el tpico sistema elFirmware(o sistema operativo) consulta todos los PCI al inicio (va espacio configuracin PCI) para averiguar que dispositivos estn presentes y que recursos, diciendo a cada dispositivo cul es su alojamiento. El espacio de configuracin de PCI tambin contiene una pequea cantidad de informacin de cada dispositivo el cual, ayuda al sistema operativo a elegir sus drivers o al menos tener un dilogo acerca de la configuracin del sistema.Los dispositivos pueden tener unaROMque contiene cdigos ejecutables para losx86o procesadoresPA-RISC, un driverOpen Firmwareo un driverEFI. Estos son tpicamente necesarios para dispositivos usados durante el inicio del sistema, antes de que sus drivers sean cargados por el sistema operativo.Adems estn losPCI Latency Timersque son mecanismos para que los dispositivosPCI Bus-masteringcompartan el bus PCI de manera ms justa. Donde justa en este caso significa que los dispositivos no usarn una porcin tan grande del ancho de banda del bus PCI disponible tal que otros dispositivos no sean capaces de realizar su trabajo. Nota: esto no se aplica al PCI Express.El modo de funcionamiento de esto es porque cada dispositivo PCI puede operar en modo bus-master que es requerido para implementar un reloj, llamado reloj de latencia que limita el tiempo que cada dispositivo puede ocupar el bus PCI. Cuando el contador alcanza el 0 el dispositivo es solicitado para abandonar el bus. Si no hay ningn otro dispositivo esperando la propiedad del bus puede simplemente volver a obtenerlo y transferir ms datos.

Estas especificaciones representan a la versin de PCI ms comnmente usada en los PC Reloj de 33,33MHzcon transferencias sncronas Ancho de bus de 32bitso 64 bits Tasa de transferencia mxima de 133MBpor segundo en el bus de 32 bits (33,33 MHz 32 bits 8 bits/byte = 133 MB/s) Tasa de transferencia mxima de 266MB/s en el bus de 64 bits. Espacio de direccin de 32 bits (4GB) Espacio de puertos I/O de 32 bits (actualmente obsoleto) 256bytesde espacio de configuracin. 3,3Vo 5V, dependiendo del dispositivo reflected-wave switchingVariantes convencionales del PCI: Cardbus es un formatoPCMCIAde 32 bits, 33 MHz PCI Compact PCI, utiliza mdulos de tamaoEurocardconectado en una placa hija PCI.

Tarjeta de expansin PCI-XGigabit Ethernet PCI 2.2 funciona a 66 MHz (requiere 3,3 voltios en las seales) (ndice de transferencia mximo de 503MiB/s (533MB/s). PCI 2.3 permite el uso de 3,3 voltios y sealizador universal, pero no soporta los 5 voltios en las tarjetas. PCI 3.0 es el estndar final oficial del bus, con el soporte de 5 voltios completamente quitado. PCI-Xcambia el protocolo levemente y aumenta la transferencia de datos a 133 MHz (ndice de transferencia mximo de 1014 MiB/s). PCI-X 2.0 especifica un ratio de 266 MHz (ndice de transferencia mximo de 2035 MiB/s) y tambin de 533 MHz, expande el espacio de configuracin a 4096 bytes, aade una variante de bus de 16 bits y utiliza seales de 1,5 voltios. Mini PCIes un nuevo formato de PCI 2.2 para utilizarlo internamente en los porttiles. PC/104-Pluses un bus industrial que utiliza las seales PCI con diferentes conectores. Advanced Telecommunications Computing Architecture(ATCA o AdvancedTCA) es la siguiente generacin de buses para la industria de las telecomunicaciones. PXIes la extensin del bus PCI para instrumentacin y controlPCI-Express: (anteriormente conocido por las siglas 3GIO, en el caso de las "Entradas/Salidas de Tercera Generacin", en ingls: 3rdGeneration In/Out) es un nuevo desarrollo del busPCIque usa los conceptos de programacin y los estndares de comunicacin existentes, pero se basa en un sistema de comunicacin serie mucho ms rpido. Este sistema es apoyado principalmente por Intel, que empez a desarrollar el estndar con nombre de proyecto Arapahoe despus de retirarse del sistemaInfiniband.PCI Express es abreviado como PCI-E o PCIe, aunque errneamente se le suele abreviar como PCI-X o PCIx. Sin embargo, PCI Express no tiene nada que ver conPCI-X OGque es una evolucin de PCI, en la que se consigue aumentar elancho de bandamediante el incremento de la frecuencia, llegando a ser 32 veces ms rpido que el PCI 2.1 ya que, aunque su velocidad es mayor que PCI-Express, presenta el inconveniente de que al instalar ms de un dispositivo la frecuencia base se reduce y pierde velocidad de transmisin.Este bus est estructurado como carriles punto a punto,full-duplex, trabajando en serie. En PCIe 1.1 (el ms comn en 2007) cada carril transporta 250 MB/s en cada direccin. PCIe 2.0 dobla esta tasa a 500 MB/s y PCIe 3.0 la dobla de nuevo (1 GB/s por carril).Cada ranura de expansin lleva uno, dos, cuatro, ocho o diecisis carriles de datos entre la placa base y las tarjetas conectadas. El nmero de carriles se escribe con una x de prefijo (x1 para un carril simple y x16 para una tarjeta con diecisis carriles); x16 de 500MB/s dan un mximoancho de bandade 8 GB/s en cada direccin para PCIE 2.x. En el uso ms comn de x16 para el PCIE 1.1 proporciona un ancho de banda de 4 GB/s (250 MB/s x 16) en cada direccin. En comparacin con otros buses, un carril simple es aproximadamente el doble de rpido que el PCI normal; una ranura de cuatro carriles, tiene un ancho de banda comparable a la versin ms rpida de PCI-X 1.0, y ocho carriles tienen un ancho de banda comparable a la versin ms rpida deAGP.Una ranura PCi Express 3.0 tiene 1 GB/s direccional y 2 GB/s bidireccional, por lo que logran en el caso de x16 un mximo terico de 16 GB/s direccionales y 32 GB/s bidireccionPCI-Express est pensado para ser usado slo como bus local, aunque existen extensores capaces de conectar mltiples placas base mediante cables de cobre o incluso fibra ptica. Debido a que se basa en el bus PCI, las tarjetas actuales pueden ser reconvertidas a PCI Express cambiando solamente la capa fsica. La velocidad superior del PCI Express permitir reemplazar casi todos los dems buses, AGP y PCI incluidos. La idea de Intel es tener un solo controlador PCI Express comunicndose con todos los dispositivos, en vez de con el actual sistema de puente norte y puente sur.PCI Express no es todava suficientemente rpido para ser usado como bus de memoria. Esto es una desventaja que no tiene el sistema similarHyperTransport, que tambin puede tener este uso. Adems no ofrece la flexibilidad del sistemaInfiniBand, que tiene rendimiento similar, y adems puede ser usado como bus interno externo.Este conector es usado mayormente para conectar tarjetas grficas. PCI Express en 2006 es percibido como un estndar de las placas base para PC, especialmente entarjetas grficas. Marcas comoAdvanced Micro DevicesynVIDIAentre otras tienen tarjetas grficas en PCI Express.Tambin ha sido utilizado en mltiples ocasiones como puesto para la transferencia deunidades de estado slidode alto rendimiento, con tasas superiores al Gigabyte por segundo.InfiniBand:es unbus de comunicacionesserie de alta velocidad, diseado tanto para conexiones internas como externas.Sus especificaciones son desarrolladas y mantenidas por laInfiniband Trade Association(IBTA).Al igual queFibre Channel,PCI Expressy otros modos de interconexin modernos, Infiniband usa un bus serie bidireccional de tal manera que evita los problemas tpicos asociados a buses paralelos en largas distancias (en este contexto, una habitacin o edificio). A pesar de ser una conexin serie, es muy rpido, ofreciendo una velocidad bruta de unos 2,5 Gigabits por segundo (Gbps) en cada direccin por enlace. Infiniband tambin soporta doble e incluso cudruples tasas de transferencia de datos, llegando a ofrecer 5 Gbps y 10 Gbps respectivamente. Se usa una codificacin8B/10B, con lo que, de cada 10 bits enviados solamente 8 son de datos, de tal manera que la tasa de transmisin til es 4/5 de la media. Teniendo esto en cuenta, los anchos de banda ofrecidos por los modos simples, doble y cudruple son de 2, 4 y 8 Gbps respectivamente.Los enlaces pueden aadirse en grupos de 4 o 12, llamados 4X o 12X. Un enlace 12X a cudruple ritmo tiene un caudal bruto de 120 gbps, y 96 Gbps de caudal eficaz. Actualmente, la mayora de los sistemas usan una configuracin 4X con ritmo simple, aunque los primeros productos soportando doble ritmo ya estn penetrando en el mercado. Los sistemas ms grandes, con enlaces 12X se usan tpicamente en lugares con gran exigencia de ancho de banda, comoclsteresde computadores, interconexin ensuperordenadoresy para interconexin de redes.La latencia terica de estos sistemas es de unos 160ns. Las reales estn en torno a los 6 s, dependiendo bastante del software y elfirmware.Infiniband usa una topologa conmutada de forma que varios dispositivos pueden compartir la red al mismo tiempo (en oposicin a la topologa en bus). Los datos se transmiten en paquetes de hasta 4 kB que se agrupan para formar mensajes. Un mensaje puede ser una operacin deacceso directo a memoriade lectura o escritura sobre un nodo remoto (RDMA), un envo o recepcin por el canal, una operacin de transaccin reversible o una transmisinmulticast.Al igual que en el modelo de canal usado en la mayora de losmainframes, todas las transmisiones empiezan o terminan con un adaptador de canal. Cada procesador contiene unhost channel adapter(HCA) y cada perifrico untarget channel adapter(TCA). Estos adaptadores tambin pueden intercambiar informacin relativa a la seguridad o a lacalidad de serviciodel enlace.Infiniband surge como resultado de la unin de dos diseos competidores,Future I/O, desarrollado porCompaq,IBMyHewlett-Packard, junto conNext Generation I/O (ngio), diseado porIntel,MicrosoftySun Microsystems. A su vez, el diseo de Compaq tuvo su origen enServnet, deTandem Computer Inc. Unidas ya ambas ramas, durante un breve perodo de tiempo el nombre de la tecnologa fueSystem I/O, hasta que finalmente se cambi a Infiniband.Infiniband se dise en un principio como una red a nivel de sistema que valdra para conectar procesadores y proporcionar funciones de entrada/salida de alta velocidad para las aplicaciones de bajo nivel. Jugando este papel podra desplazar a muchos estndares de entrada/salida de datos, comoPCI,Fibre Channele incluso algunas redes comoEthernet. En su lugar, todas las CPUs y perifricos se conectaran a un slo nodo de conmutacin Infiniband. Esta visin ofreca un gran nmero de ventajas aparte de la alta velocidad, como por ejemplo que la entrada/salida dejara de cargar a los procesadores y dispositivos de almacenamiento. En teora, esto permitira crearclsteresa menor precio y con mayor facilidad, porque los dispositivos podran ser compartidos y movidos fcilmente segn la carga de trabajo. Una visin no tan revolucionaria consista en ver Infiniband como una conexin de baja latencia y gran ancho de banda para datacenters, con enlaces conectando quiz solamente los servidores y almacenamiento, dejando el resto de las conexiones a otros protocolos y estndares como PCI.Sin embargo, el uso dado a Infiniband ha sido incluso menor. Hoy en da se usa en su mayor parte paraclsteresde alto rendimiento, aunque ha habido esfuerzos para adaptar el estndar a conexiones entre mquinas de bajo coste para aplicaciones comerciales y tcnicas ms usuales. DelTOP500de Supercomputadores, unas cuantas han usado Infiniband incluyendo elSystem Xde Virginia Tech.A pesar de no haberse convertido en la tecnologa de red multiuso, Infiniband est teniendo ms xito que otras soluciones de conexin entre computadoras, comoQuadrics(QsNet) yMyricom(Myrinet). En el segmento de las supercomputadoras, la competencia de Infiniband sigue siendo el bajo costo y relativa difusin deGigabit Ethernet. Adems, los profesionales de redes e informtica poseen un vasto conocimiento y experiencia en instalacin de Ethernet. Conforme gigabit Ethernet evolucione hacia 10-gigabit Ethernet, Infiniband se enfrentar a una competencia an ms dura. Infiniband conservar un throughput mximo global mayor (en hardware QDR), pero al nivel de 10 Gbit/s y niveles inferiores, la ventaja principal de Infiniband es su arquitectura (ms que su velocidad). Otros competidores con Infiniband son las diversas TCP y Ethernet mejoradas, comoTCP Offload Engine, yRDMAEthernet.Recientemente,SGIha presentado productos de almacenamiento con "adaptadores objetivo" Infiband.HyperTransport: tambin conocido comoLightning Data Transport (LDT)es una tecnologa de comunicaciones bidireccional, que funciona tanto en serie como en paralelo, y que ofrece un gran ancho de banda en conexiones punto a punto de bajalatencia. Se public el2 de abrilde2001. Esta tecnologa se aplica en la comunicacin entre chips de uncircuito integradoofreciendo un enlace (bus) avanzado de alta velocidad y alto rendimiento; es una conexin universal que est diseada para reducir el nmero debusesdentro de un sistema, suministrando un enlace de alto rendimiento a las aplicaciones incorporadas y facilitando sistemas demultiprocesamientoaltamente escalables.ElHyperTransport Consortiumes quien est llevando a cabo el desarrollo y promocin de la tecnologa HyperTransport. Esta tecnologa es ampliamente usada por las empresasAMDenprocesadoresx86 ychipsets;PMC-Sierra,BroadcomyRaza Microelectronicsen microprocesadores;MIPS,NVIDIA,VIA TechnologiesySilicon Integrated Systemsen chipsets;HP,Sun Microsystems,IBMyFlextronicsen servidores;Cray,Newisys,QLogicyXtremeDataen sistemas informticos de alto rendimiento, yCisco Systemsen routers.HyperTransport est basada en paquetes. Cada uno de ellos consiste en un conjunto de palabras de 32 bits independientemente del ancho fsico de la conexin. La primera palabra de un paquete es siempre una palabra de comando. Si un paquete contiene una direccin los ltimos 8 bits de la palabra de comando estarn enlazados con la siguiente palabra de 32 bits para formar una direccin de 40 bits. Adems se permite anteponer otra palabra de control de 32 bits cuando se necesite una direccin de 64 bits. Las restantes palabras de 32 bits en un paquete formarn la informacin til. Las transferencias, independientemente de su longitud actual, estarn formadas siempre por mltiplos de 32 bits.Los paquetes de HyperTransport entran en segmentos conocidos como tiempos bit. El nmero de tiempos bit necesarios depende del ancho de la interconexin. HyperTransport puede usarse para generar mensajes de gestin de sistemas, seales de interrupciones, expedir sondas a dispositivos adyacentes o procesadores yE/Sen general y hacer transacciones de datos. Normalmente se pueden usar dos tipos diferentes de comandos de escritura: avisados y no-avisados. Las escrituras avisadas no precisan una respuesta del destino. Son usadas primordialmente para dispositivos con un gran ancho de banda como trfico aUniform Memory Accesso transferencias deAcceso directo a memoria. Las escrituras no-avisadas precisan una respuesta del tipo "destino hecho". La lectura tambin pueden provocar que el receptor genere una respuesta.

Soporta conexiones auto-negociadas para determinar la velocidad. Su velocidad de transferencia mxima, utilizando lneas de 32 bits, tiene por cada uno de sus 2 buses un total de 20.8 GB/s (2.6GHz * (32bits / 8 )), lo que supone la suma de 41.6 GB/s en ambas direcciones, superando con creces cualquier otro estndar. Se pueden mezclar tambin enlaces de varios anchos en una sola aplicacin (por ejemplo 2x8 en vez de 1x16). Esto permite una velocidad de interconexin mayor entre la memoria principal y la CPU y una menor entre los perifricos que lo precisen. Adems esta tecnologa tiene mucho menos latencia que otras soluciones.Existen cuatro versiones de HyperTransport -- 1.x, 2.0, 3.0 y 3.1 -- que puede funcionar desde los 200MHz hasta 3.2GHz (mientras elbus PCIcorre a 33 o 66 MHz). Tambin soporta tecnologaDDR(o Double Data Rate), lo cual permite alcanzar un mximo de 5200MT/s(2600MHz hacia cada direccin: entrada y salida) funcionando a su mxima velocidad (2.6GHz).