Le fonctionnement des bus informatique

Présentation des bus informatique

Un bus informatique est un groupe de liaisons physiques par lesquelles les composants d'un PC communiquent les uns avec les autres. Il peut s'agir de câbles, de conducteurs électriques gravés sur un circuit imprimé, de fibres optiques, etc. Un bus possède généralement entre 50 et 100 lignes physiques différentes. Les bus permettent de réduire le nombre de voies à utiliser pour relier les différents composants entre eux. En effet, un bus informatique peut faire circuler une multitude de données vers plusieurs destinations simultanément. C'est pourquoi, il est souvent désigné par le terme "autoroutes de données".

Les différents types de bus

Chaque ordinateur possèdent deux types de bus : le bus système et le bus d'extension. Le bus système est aussi appelé bus interne. En anglais, il est désigné par le terme front-side bus(FSB) ou internal bus. Il assure la communication entre la mémoire centrale du système (RAM) et le processeur. Quant au bus d'extension (aussi appelé bus d'entrée/sortie), c'est l'autoroute de données qui relie tous les autres composants de la carte mère entre eux, tels que les disques durs, les différentes cartes connectés aux ports PCI, les lecteurs et graveurs, etc. Le bus d'extension a un autre rôle, il permet l'ajout de périphériques à l'ordinateur. Ces périphériques se connectent au moyen des slots connectés au bus d'extension.

Selon leur fonction, on peut classer les bus en trois groupes. D'abord, on a le bus d'adresses, connu aussi sous le nom de bus mémoire. Celui-ci assure le transport des adresses mémoire grâce auxquelles le processeur peut écrire ou lire une donnée. Ce bus est dit unidirectionnel car il transporte les données dans un seul sens. En outre, on a le bus de données qui transporte les instructions allant vers le processeur, ainsi que celles qui sont émises par ce dernier. C'est donc un bus bidirectionnel puisque le transport de données se fait dans les deux sens. Enfin, on a le bus de contrôle dont le rôle est de véhiculer les signaux de synchronisation et les ordres allant de l'unité de commande vers les autres composants. C'est un bus directionnel car, en plus du transport des instructions, il véhicule les signaux de réponses provenant des composants sollicités.

Les caractéristiques des bus

Deux éléments caractérisent un bus, à savoir le volume d'informations (exprimé en bits) qu'il peut transmettre simultanément, ainsi que la fréquence. Le volume d'information est égal au nombre de lignes physiques dont dispose le bus. Chaque ligne transmet un bit de données, ainsi, pour une nappe de 32 fils, on sait qu'il y a 32 bits de données qui peuvent être transmis simultanément par le bus. Selon le volume d'information pouvant être transféré, on peut classer les bus en deux catégories : les bus série et les bus parallèles. Les bus série ne peuvent transmettre qu'un bit à la fois, alors que les bus parallèles peuvent transmettre plusieurs bits en même temps. Le volume d'informations que peut véhiculer un bus parallèle est aussi appelée "largeur" du bus. Les largeurs les plus fréquentes sont : 8, 16, 32 ou 64 bits.

Quant à la fréquence, elle s'exprime en Hertz et correspond au nombre de paquets d'informations reçus ou envoyés, par le biais du bus, en une seconde. Un envoi ou une réception est appelé un cycle. Ainsi, la fréquence est, en d'autres termes, le nombre de cycles effectué par seconde. Pour connaitre le taux de transfert maximal d'un bus, on multiplie sa largeur par sa fréquence.

Le rôle du chipset

La notion de bus est inséparable de celle de chipset. En effet, c'est le chipset qui oriente les informations circulant dans les bus de l'ordinateur pour que la communication entre les différents composants se fasse parfaitement. Les chipsets modernes sont constitués de deux éléments que sont le NorthBridge et le SouthBridge. Avant de revenir en détails sur ces deux éléments, il convient de faire un petit rappel sur le chipset. Le terme chipset signifie, en français, "jeu de composants". Ce nom est dû au fait que les premiers chipsets étaient constitués de nombreux composants électroniques.

Le NorthBridge porte aussi le nom de contrôleur mémoire et de Graphic and Memory Controller Hub(GMCH). Il contrôle les communications qui ont lieu entre la mémoire vive et le processeur. C'est la raison pour laquelle on le trouve à proximité du processeur. Quant au SouthBridge, on le nomme contrôleur d'extension, contrôleur d'entrée/sortie ou I/O Controller Hub(ICH). Son rôle est de contrôler les échanges effectués entre les périphériques d'entrée-sortie.