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Le cœur de toute carte mère est représenté par les bus qui la composent. Un bus n’est rien d’autre qu’un chemin commun emprunté par les données qui circulent au sein d’un ordinateur. Le chemin est l’élément qui permet à l’ordinateur d’établir des communications entre ses différents composants.

Le PC repose sur un système de bus organisés hiérarchiquement. La plupart des ordinateurs modernes possèdent au moins trois bus différents. Certains en comptent même quatre. Ils sont organisés et situé les uns au dessus des autres. Chaque composant de l’ordinateur est connecté à l’un de ces bus et certains dont le CHIPSET pour l’essentiel font office de pont entre les différents bus.

On distingue les bus suivants :

BUS DE PROCESSEUR

Le plus rapide de l’ordinateur, situé au cœur du CHIPSET et de la carte mère. Il est utilisé par le processeur pour faire circuler les informations à destination ou en provenance de la mémoire cache, de la mémoire vive et du circuit NORTHBRIDGE.

BUS AGP

Le bus AGP est un bus 32 bits à grande vitesse puisqu’il fonctionne à 66MHZ. Il est relié au circuit NORTHBRIDGE du CHIPSET. Sur la carte mère, il se manifeste par la présence d’un seul et unique slot AGP.

BUS PCI

C’est un bus 32 bits cadencé à 33MHZ. Il est géré par le circuit NORTHBRIDGE du CHIPSET. On trouve généralement plusieurs slots PCI sur une carte mère.

BUS ISA

C’est un bus 16bits cadencé à 8MHZ. A l’origine, il transférait 8 bits de données. C’est un bus très lent, toujours utilisé par les cartes modem, cartes son…

Il est généré par le circuit SOUTHBRIDGE du CHIPSET de la carte mère, qui fait office de contrôleur de bus ISA et d’interface entre le bus ISA et le bus PCI, plus rapide, situé juste au-dessus de lui. La puce de super E – S de la carte mère est en principe connecté au bus ISA.

LE BUS DE PROCESSEUR

Le bus de processeur est le canal de communication établi entre le processeur et le chipset de la carte mère, plus particulièrement le circuit NORTHBRIDGE. Il fonctionne à la même vitesse que la carte mère soit 66, 75 ou 100MHZ. Il sert à transférer des données entre le processeur et la mémoire cache externe sur les PC équipés de PENTIUM et +.

Les ordinateurs de ce type possèdent un module de mémoire cache externe pour le processeur. Cette mémoire cache est connecté au bus de processeur, qui fonctionne à la vitesse de la carte mère – 66MHZ en principe – Par conséquence, au fur et à mesure que la vitesse de processeurs PENTIUM a augmenté, la mémoire cache de niveau 2 est demeurée à la vitesse relativement lente de la carte mère. Le problème a été résolu avec la génération du PENTIUM et du P2. Pour ces processeurs, en effet la mémoire cache de niveau 2 a été retirée de la carte mère pour être incorporée directement au processeur. Ainsi, elle peut fonctionner à une vitesse plus proche de celui – ci.

Le bus processeur est un bus cadencé soit à 66MHZ, 100MHZ, voir 133MHZ. Son taux de transfert est de 528 Mo/s. On obtient ce taux de transfert en multipliant la quantité de données pouvant être transférée simultanément – 64 bits pour les P2 – par la fréquence d’horloge. ( 66MHZ x 64 bits = 4224 Mbps et 4224 mbps / 8 = 528 Mo/s /8 car 8 bits égal 1 octet -)

BUS DE MEMOIRE

Il assure les transferts de données entre le processeur et la mémoire principale. Il est connecté au circuit NORTHBRIDGE du CHIPSET. Selon le type de mémoire pour lequel le chipset a été conçu, le circuit NORTHBRIDGE peut fonctionner à différentes vitesses. Les mémoires FPM ou EDO, avec un temps d’accès de 60ns ne fonctionner le bus de mémoire qu’a 16MHZ. Cette fréquence de 16MHZ génère, en effet, une vitesse de cycle d ‘environ 60ns. Les nouveaux CHIPSETS et les nouvelles cartes mères capable de gérer la SDRAM peuvent faire fonctionner le bus de mémoire à 66MHZ, 100 MHZ (10 ns).

TYPES DE BUS D’ E – S

Le bus d’ E- S permet d’ajouter des périphériques à l’ordinateur afin d’en étendre les capacités. Les composants informatiques les plus indispensables, telles les cartes son et vidéo doivent être enfichés dans des slots d’extension.

Les bus d’ E – S existants sont nombreux et ont évolué au fur et à mesure de l’évolution des processeurs, des exigences des logiciels et de l’apparition de nouveaux besoins dans le domaine du multimédia.

BUS ISA

Le bus ISA est le bus 8 bits qui équipait le 1er IBM PC lancé en 1981. Il fut développé en 16 bits à partir de 1984. Le premier bus ISA était cadencé à 4.77MHZ, désormais ce bus est cadencé à 8.33MHZ ce qui offre un taux de transfert de 8Mo/s. ( 8 MHZ x 16 bits = 128 Mbps, 128 Mbps/2cycles /8 = 8Mo/s)

Les transferts de données effectués par l’intermédiaire d’un bus ISA nécessitent de deux à 8 cycles.

CARACTERISITQUES DU BUS ISA 8 BITS

• 8 lignes de données,
• 20 d’adresses ce qui permet de gérer 1Mo.

CARACTERISTIQUES BUS ISA 16 BITS

• Bus compatible avec les cartes ISA 8 bits,
• 16 lignes de données,
• 20 lignes d’adresse ce qui permet de gérer 1Mo de mémoire.

LE BUS MCA

Avec l’apparition des processeurs 32 bits, à partir du 386, le bus ISA s’est trouvé inapte à gérer la puissance des processeurs qui pouvaient transférer jusqu’à 32 bits de données simultanément contre 16 bits pour le bus ISA.

Plutôt que de développer une extension 32 bits de ce bus, IBM a développé en 1987 le bus MCA, bien supérieur au ISA.

CARACTERISTIQUES DU BUS MCA

• Incompatible avec les bus ISA,
• 32 lignes de données,
• Système « maître de bus ». Cette technique permet à tout périphérique relié à un bus d’utiliser celui ci sans être géré par d’autres composants s’il a besoin de communiquer avec un autre périphérique relié aussi au bus.

IBM ayant commercialisé ce bus sous licence, il ne fut jamais très répandu malgré d’indéniable qualité.

F LE BUS EISA

Ce fut la réponse de grands constructeurs au bus MCA lancé par IBM. Il fut développé essentiellement par COMPAQ et fut lancé en 1988.

Il repose sur des slots 32 bits utilisables avec un processeurs 386 DX ou supérieur. Il est compatible avec les cartes ISA 16 bits.

Il gère jusqu’à 32 bits de données cadencées à 8.33MHZ avec un minimum de deux cycles pour assurer le transfert des données soit un taux de transfert de 33 Mo/s.

Il gère la technique maître de bus qui diminue les conflits d’IRQ et d’adressage des cartes d’extensions.

BUS VLB

Lancé en 1992, il a été développé par NEC ainsi que par d’autres constructeurs, il était principalement dédié à la vidéo. C’est le premier bus d’entrées – sorties qui est relié au bus de processeur via la partie NORTHBRIDGE du CHIPSET. Cette disposition permet à ce bus d’être cadencé en rapport à la fréquence de la carte mère et pouvant transférer de 128 Mo à 132 Mo/s. Cependant, ce bus n’a jamais été développé pour les processeurs PENTIUM. Il est seulement compatible avec les 486. Le bus VLB peut atteindre 66MHZ mais dans la pratique ce bus cadencé à 33MHZ car les cartes d’extensions ne pouvaient dépasser les 40 – 50 MHZ. De plus l’utilisation de plusieurs cartes d’extension pouvait engendrer des difficultés et nécessitait une réduction de la fréquence.

BUS PCI

Il fut développé par INTEL à partir de 1992 et supplanta le bus VESA / VLB. Ce standart propose une nouvelle conception du bus de PC traditionnel en ajoutant un nouveau bus situé entre le processeur et le bus d’ E – S natif. Plutôt que d’être branché directement sur le bus de processeur comme c’est le du VLB, le bus PCI utilise un nouveau type de contrôleur mis au point spécifiquement pour élargir les capacités du bus et situé dans la partie NORTHBRIDGE du chipset. Les données transitant par le bus PCI à une vitesse de 33 Mo/s. La largeur de bande est de 132 Mo/s. Sur des configurations 64 bits, la largeur de bande doublera ce qui permettra de transférer 264 Mo/s.

Ce bus a servi de modèle à INTEL pour développer la spécification « plug ‘n play ». C’est à dire que les cartes PCI ne peuvent être configurées que par voie logicielle. Il ne peut y avoir de cavaliers à positionner selon telle ou telle IRQ. Il gère aussi la techniqie maître de bus.

LE BUS AGP

C’est un standard développé par INTEL pour accroître les performances du circuit vidéo des PC. Le bus PCI gérant entre autres, les disques durs, et les applicfations 3D ou de groupware nécessitant toujours plus de ressources systèmes, le bus PCI a atteint rapidement ses limites.

L’idée de base de ce standard consiste à créer une interface dédiée plus rapide entre le CHIPSET vidéo et le processeur de la carte mère. L’interface opère exclusivement entre ces deux périphériques, ce qui offre 3 avantages : il est plus simple d’implémenter le port, il est plus aisé d’accroître la vitesse du port AGP et il est possible de mettre en place des fonctions avancées spécifiques aux informations vidéo.

Le système AGP est considéré comme un port et non comme un bus parce qu’il ne fait intervenir que deux périphériques – la CPU et la carte vidéo – et parce qu’il n’est pas extensible. L’un de ces principaux avantages est qu’il isole le sous – système vidéo du reste de l’ordinateur. Ainsi, la carte vidéo n’est plus en compétition avec d’autres périphériques pour se partager les E – S, ce qui est le cas quand elle est connectée au bus PCI, tous les périphériques PCI bénéficient d’une largeur de bandes plus importantes.

Le port AGP a une largeur de 32 bits et est cadencé à 66 MHZ ce qui lui offre une largeur de bande maximale de 266 Mo/s. Cependant ce standard apparu en 1997 se développe et les spécifications 2x permettent de transférer jusqu'à 512 Mo/s et 4x, 1066 Mo/s.

En effet, le bus AGP utilise un mode de signalisation spécial permettant d’envoyer les données sur le port à la vitesse de l’horloge. En principe les données ne sont envoyées qu’une fois par cycle mais dans le cas du mode 2x, elles sont envoyées 2 fois par cycles et 4 fois par cycles pour l’AGP 4x.

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