Bussystem
Controller und Bus Standards
Steckplätze
USB
USB ist ausbaufähig
FIREWIRE
Die Technik hinter USB und FIREWIRE
Bussystem:
Diese sehr vereinfachte Darstellung zeigt schematisch wie Sie sich das Bussystem eines PC vorstellen können.
Erläuterungen:
Das Bussystem kann man sich vorstellen wie das Verkehrsnetz einer Stadt. Das Bussystem ist für den Transport der Daten im Computer zuständig.
Der Datenbus übernimmt den eigentlichen Transport der Daten. So werden zum Beispiel Daten von der Tastatur in den RAM-Speicher oder vom RAM-Speicher zum Drucker befördert. Der Adressbus verwaltet wie ein Parkplatzanweiser die Speicherplätze im Arbeitsspeicher. Jeder Information, die zum Beispiel vom Mikroprozessor kommt, wird ein Platz im Arbeitsspeicher zugewiesen. Frei gewordene Speicherplätze werden gleich wieder anderen Informationen zugewiesen. Für die Steuerung des Datenflusses zwischen dem Arbeitsspeicher und den Peripherie-Schnittstellen (Bildschirm, Drucker, Tastatur,) wird ein DMA- Controller eingesetzt. Er entlastet den Mikroprozessor der den internen Datenfluss veranlasst.
Der Steuerbus stellt die Weichen für den Datentransport.
Ein Taktgeber legt den Rhythmus für den Transport der Daten auf dem Motherboard fest.
2.) Controller- und Bus-Standards
Der Controller (engl. Steuereinheit) regelt den Datenverkehr zwischen dem Arbeitsspeicher (RAM) und einem externen Speichermedium (Festplatte, Diskettenlaufwerk). Der Controller hat wichtige Steuerungsaufgaben zu erfüllen da die Geschwindigkeit zwischen internem und externem Speicher sehr unterschiedlich ist.
Je nach Leistungsfähigkeit kann man heute zwischen verschiedenen hersteller- neutralen Standards unterscheiden:
ISA-16-Bit-Controller und AT-Bus
bedeuten Industrie- Standard- Architekturen auf der Basis von 16- Bit- Rechnern. Ein von IBM entwickelter Standard ist der AT- Bus, der relativ rasch alle Vorgängermodelle abgelöst hat.
bedeutet Extended(erweiterte)-Industrie-Standard-Architektur auf der Basis von 32-Bit-Rechnern.
Local Bus (lokaler Bus mit 32-Bit-Übertragung)
ist eine besonders leistungsfähige Variante des internen Datentransportes. Geschwindigkeitsverluste, die durch das Design bei ISA- und EISA- Bussen auftreten, gibt es hier nicht. Das heisst. dass die hohe Prozessorleistung voll ("ungebremst") genutzt werden kann.
VESA-64-Bit-Systembus (Video Electronic Standard Association)
Diese Bustechnologie wird in Hochleistungsgeräten eingesetzt. Bei Grafikanwendungen bringt sie bezüglich Geschwindigkeit wesentliche Vorteile für den Benutzer. Ein grosser Vorteil der VESA- Technik ist auch die Kombinierbarkeit mit (alten) ISA- und EISA- Komponenten.
PCI-Bus (Peripheral Component System Interface)
Der PC-Bus ist ein technologisch sehr hoch entwickelter 64-Bit-Bus, der einen sehr hohen Datendurchsatz gewährleistet. Im Gegensatz zur VESA-Bus-Technik werden bei dieser Bus-Technik Steckkarten nicht über Jumper konfiguriert, sondern vom Motherboard selbst erkannt und konfiguriert.
SCSI-Bus (Small Computer System Interface)
Das ist ein genormtes PC-internes Übertragungssystem auf der Basis von 64-Bit-Rechnern. Bei Geräten neuerer Bauart dürfen SCSI-Schnittstellen - zum Beispiel für den Anschluss von zusätzlichen externen Speichermedien - nicht fehlen.
3.) Steckplätze
Auch dem kaufmännisch orientierten Computer-Anwender kann das Einsetzen und Einstellen einer Steckkarte zugemutet werden. Im Normalfall ist dafür nur ein Schraubenzieher als Werkzeug erforderlich.
Die Übergabe der Daten aus der Zentraleinheit an Peripheriegeräte erfolgt über Schnittstellen. Das sind Karten, auf denen elektronische Bauteile mit den entsprechenden Verbindungen und Kontakten angebracht sind. Eine solche Karte wird in einen Slot (Steckplatz) eingesetzt und mit dem Gehäuse verschraubt.
Bevor eine Karte eingesetzt wird, müssen oft bestimmte Einstellungen auf der Karte selbst oder auf dem Motherboard vorgenommen werden. Zu jeder Karte, die man vom Fachhandel bezieht, gibt es Beschreibungen und Installationshinweise.
Für die Einstellung selbst stehen Mäuseklavier" (DIP-Switches oder Schiebeschalter) bzw. Stiftleisten und Jumper zur Verfügung.
Der Universelle Serielle Bus macht Schluss mit dem Kabelchaos zwischen PC und Peripheriegeräten.
Mit der Einführung des definierten USB wird nun auch auf dem Bereich des Standard PC die Möglichkeit geschaffen, die standardisierten peripheren Systeme wie Tastatur, Mouse usw. über einen einzigen verbundenen Bus anzuschließen.
Damit wird man nur noch einen Anschluss für diese Eingabegeräte am Rechner brauchen, sämtliche weiteren würden an dem jeweils vorgehenden angeschlossenen sein.
Zur zeit werden die Meisten Geräte z.B.: Scanner, Drucker, Maus, Tastatur,. mit USB verkauft einige von den Geräten werden auch noch mit Seriellen Schnittstellen verkauft. Schon jetzt wird jeder PC mit 2 bis 4 USB Ports verkauft und hat meist gar keine Seriellen Schnittstellen mehr.
Die sogenannten USB "Hub" Buchsen erweitern die schon am Computer vorhandenen 2 bis 4 Ports damit kann man dann bis zu 127 Peripheriegeräte anschließen. Die Datenübertragungsrate beträgt 12Mbit/sec. Und ist für die Sprach- und Bewegtbild Übertragung gedacht. Zusätzlich steht ein Low-Speed Kanal mit 1,5 Mbit/sec. für den Anschluss von Tastaturen, Mäusen, Gamepads usw. zur Verfügung.
5.) USB ist ausbaufähig
Die letzten Forderungen erfüllt USB in jeder aktuellen Version 1.1. Man kann jedes Gerät zu jeder Zeit dort anschließen. , wo gerade eine Buchse frei ist. Ein Verschalten ist dank einer ausgeklügelten Stecker/Buchsen-Kombination unmöglich, Geräte-IDs werden automatisch zugeteilt , Abschlusswiderstände sind nicht erforderlich.
Die baumartige Struktur von USB täuscht etwas, denn USB ist ein serieller Bus. Die Hubs dienen nur als Verstärker. Auf diese Art können theoretisch bis 127 Geräte angeschlossen werden - in der Praxis ist es aber lange vorher sinnvoll, den PC mit mehr USB-Ports ausrüsten.
6.) Firewire
Die im Vergleich mit den derzeit möglichen 12 Mbps genannte Zahl von 480 Mbps für USB 2.0 erweckt den Eindruck, dass die USB-Promoter unbedingt Firewire übertreffen wollen, das momentan noch bei 400 Mbps liegt. Die Entwickler des Feuerdrahts, auch IEEE-1294 und iLink genannt, sehen diesen Ankündigungen jedoch gelassen entgegen. Schließlich hat es immerhin vier Jahre von der Ankündigung von USB bis zum breiten Einsatz gedauert. Da ist die Roadmap der Feuerdrahter kürzer: Im Frühjahr 2000 sollen die ersten Produkte mit 800 Mbps verfügbar sein, das Endziel ist mit 3200 Mbps spezifiziert.
Die Technik hinter USB und FIREWIRE
Sowohl USB als auch FIREWIRE ermöglichen den so genannten isochronen Datentransfer. Hierzu wird der Verbindung zwischen zwei Geräten ein garantiertes Zeitfenster (Zeitscheibe) zugeteilt, in dem die Datenpakete dieses Transfers übertragen werde - Vorraussetzung für Audio- und ganz besonders Videodaten. Allerdings gibt es wegen der geringen Transferrate der aktuellen USB-Version noch keine Erfahrungen hinsichtlich Video. Es ist jedoch zu befürchten, dass der im Vergleich zu FIREWIRE sehr geringe Befehlssatz von USB so manchen isochronen Transfer im Videobereich behindern wird - rein theoretisch. Daher verfügen alle besseren digitalen Camcorder, VCR- und DVD- Player bereits jetzt über FIREWIRE-Schnittstellen. Aber auch die typische PC- Peripherie wie schnelle Scanner und Drucker schwenkt auf FIREWIRE um: Wenn in ein paar Jahren USB 2.0 kommt, wird es wohl einfach keine Geräte mehr dafür geben - und auch nur wenig Gründe, solche wieder zu entwickeln, Dann nämlich wird jeder PC neben USB auch mindestens über einen FIREWIRE-Anschluss verfügen und wie eingangs erwähnt auf serielle oder parallele Schnittstellen verzichten.
ENDE
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