新いろんなバスの話。ならずもの技術屋

Hiroki “sabotage” Mori2015/9/10

Wikipedia より

ではなくて !!• GPIB,RS232C,I2C,I2S,SPI,ADB,USB,

JTAG などなど• 温故知新• CPU とメモリの接続もバス

data

address

バスってなんじゃろ？• コンピュータでデータの送受信をおこ

なう仕組み• 複数の線で送るパラレル系と 1 本の線

で送るシリアル系がある

パラレル系 GPIB, セントロニクス ,ATAPI,SCSIシリアル系 RS-232,ADB,MIDI,USB,FW,SATA

0(Lo) 0V1(Hi) 5VZ ハイインピーダンス

内部バス系• S-100 – 8080 で使われていたバス• VME – 68000 で利用されていたバス• マルチバス – 初期の SUN で利用• ISA - PC/AT で利用の 16Bit バス• NuBus – TI が作って Apple が利用• C バス – PC9801 由来のバス• PCI - 32Bit のバスでパソコンなどで

利用• PCI Express – PCI を高速にしたもの

バスの構成例

PCIe Brige

SATA USB

QPI

/HT

通常メモリと IO は別になります

SOC の内部バス• SONIC, INC の Silicon Backplane• ARM の AMBA

– Advanced Peripheral Bus

バスのスピード種類 スピード

HyperTransport 6.4G-QuickPath Interconnect 19G-PCI 33Mb-133MbPCI Express 3Gb-USB 1.5Mb,12Mb,480Mb….ATA 3.3Mb-16.7MbSATA 1.5Gb-SAS 3Gb-

論理速度と実効速度は違います

GPIB• General Purpose Interface Bus• HP が 1960 年代に作成した HP-IB を

元に作られ、 1975 年 IEEE で承認された。

• 主に測定器のコントロールやデータ転送で利用されている

• 複数機器の接続が可能• コントロール線と 8Bit パラレル線で

構成• 5V 31 アドレス

GPIB のピン配置

RS-232• テレタイプ端末 (teletype:TTY) で利

用されていて 1950 年以前からあった模様

• VAX,VT100 間の通信もこれ• 二台の機器の通信に利用• DSUB25 ピンが標準ですが、送信と受

信とグランドの 3 本だけでも通信は可能

• ±12V(-12V=1,+12V=0)• バスではありませんが。。。

I2C• Inter-Integrated Circuit• 1980 年代に登場• フィリップスが開発• データ量の少ない機器のコントロール

用に利用• 2 本の信号線• 5/3.3V 112 アドレス

ウィキペディアより

I2S• Inter-IC Sound• オーディオ用• DAC と DAI 間などで使用• 4 本の信号線• 3.3V( たぶん )

TI PCM2706

SPI• Serial Peripheral Interface• 4 本で制御• 低速通信用• フラッシュメモリやセンサーなどで利

用• 基本的にはマスター 1 対スレーブ 1• 初期の SD カードにも利用

ADB• Apple Desktop Bus• 1986 年に Apple II GS から採用• キーボードなどをパソコンに接続する

ために使用• 複数台接続可能• 5V で 16 アドレス• USB の置き換えられ消滅

USB• Universal Serial Bus• 1996 年に 1.0 が登場• HUB を使って複数台接続可能• シリアル系の 2 線差動で動作• 5V 　 127 アドレス

信号 (0x96)

シングルエンド信号 (NRZI,NRZ)

差動信号

JTAG• 1990 年くらいに登場• IEEE 1149.1• ボードのデバッグ用• バスを乗っ取る仕組み• 5 本の信号線で構成• フラッシュの書き込みなどもできます

KVM 環境

Hypervisor

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GuestOS

CPU Memory

I/O

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