สมาชิกในกลุ่ม

นายมณฑล  จันทร์รักงาม

นาวจิรวัฒน์  เนตรเสนา

นายวรุต  ถามูลเลศ

นายเทวัณ  ดำดี

มหาวิทยาลัยราชภัฏพระนคร

คณะวิทยาลัยการฝึกหัดครู

สาขาคอมพิวเตอร์ศึกษา ปีที่ 3

หลักการทำงานของระบบ BUS แบบ EISA BUS

หลักการทำงานของระบบ  BUS แบบ EISA BUS

 BUS หมายถึง ช่องทางการขนถ่ายข้อมูลจากอุปกรณ์หนึ่งไปยังอุปกรณ์หนึ่งของระบบคอมพิวเตอร์ เพราะการทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ CPU จะต้องอ่านเอาคำสั่งหรือโปรแกรมจากหน่วยความจำ มาตีความและทำตามคำสั่งนั้นๆ ซึ่งในบางครั้งจะต้องอ่านข้อมูลจากอุปกรณ์อื่นๆ เพื่อใช้ประกอบในการทำงาน หรือใช้ในการประมวลผลด้วยผลลัพธ์ของการประมวลผล ก็ต้องส่งไปแสดงผลที่ยังจอภาพ หรือเครื่องพิมพ์หรืออุปกรณ์อื่นๆ

     ระบบ BUS ทางกายภาพ คือสายทองแดงที่วางตัวอยู่บนแผงวงจรของเครื่องคอมพิวเตอร์ ที่เชื่อมโยงกับอุปกรณ์ต่างๆ ความกว้างของระบบบัส จะนับขนาดข้อมูลที่วิ่งอยู่โดยจะมีหน่วยเป็น บิต (BIT) บนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร์ บัสจะมีความกว้างหลายขนาด ขึ้นอยู่กับรุ่นของเครื่องพีซี เช่น บัสขนาด 8 บิต 16 บิต และ 32 บิต โดยปัจจุบันจะกว้าง 16 บิต บัสยิ่งกว้างจะทำให้การส่งถ่ายข้อมูลจะทำได้ครั้งละมากๆ จะมีผลทำให้คอมพิวเตอร์เครื่องนั้นทำงานได้เร็วตามไปด้วย
     ระบบบัส ขนาด 16 บิต ก็คือระบบการส่งถ่ายข้อมูลพร้อมๆกันในคราวเดียวกันได้ถึง 16 บิต และบัส 32 บิต ย่อมเร็วกว่าบัส 16 บิต ในระบบบัสที่ส่งข้อมูลได้จำนวนเท่าๆกัน นั้นก็ยังมีบางอย่างที่ทำให้การส่งข้อมูลมีความแตกต่างกัน ดังที่เราจะเห็นว่าเครื่องพีซีของเราในปัจจุบันจะมีระบบบัสอยู่หลายขนาด เช่น ISA, EISA, MCA, VLPCI เป็นต้น
     ทั้ง ISA, PCI, AGP, VLPCI ล้วนแต่เป็น CARD เพิ่มขยาย (EXPANSION CARD) ซึ่งนำมาต่อกับระบบบัสเพิ่มขยาย (EXPANSION BUS) ที่จะช่วยเพิ่มประสิทธิภาพ และช่วยเพิ่มขีดความสามารถให้กับคอมพิวเตอร์ระบบบัสเพิ่มขยายนั้น จะช่วยให้เราสามารถปรับแต่ง หรือเพิ่มขยายความสามารถของระบบ โดยผ่านทาง PLUG-IN BOARD หรือเรียกว่า เป็น CARD เพิ่มขยาย EXPANSION CARD เช่นเมื่อต้องการให้เครื่อง COMPUTER มีเสียง อยากให้คอมพิวเตอร์เล่นเพลงได้ก็ต้องหาซื้อ SOUNDCARD และลำโพงมาต่อเพิ่ม โดยแค่นำมา PLUG ลงใน EXPANSION SLIT บน MAINBOARD และทำการ CONFIG ก็สามารถใช้งานได้ โดยไม่จำเป็นต้องเดินสายไฟ รื้อ MAINBOARD ให้ยุ่งยาก
     ระบบบัสเพิ่มขยายนี้มีใช้มานานแล้ว โดยสมัยแรกๆที่ทำการลดขนาดเมนเฟรม เป็น MINICOMPUTER บริษัท DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION หรือที่รู้จักกันในนาม DEC ได้วางตลาด MINICOMPUTER ลักษณะ BUS-ORIENTED DESIGN ซึ่งประกอบไปด้วย แผงวงจรย่อยๆบน BOARD นำมาประกอบรวมกัน ต่อมา เครื่องจักรที่ได้รับยกย่องว่าเป็น PC (PERSONAL COMPUTER) เครื่องแรกก็ได้ถือกำเนิดขึ้น เป็นผลงานของ ED ROBERTS โดยให้ชื่อว่า ALTAIR (อัลแตร์) ซึ่งลักษณะของเครื่องนี้ จะเป็นลักษณะ SINGLE BOARD MACHINE กล่าวคือมีเพียง BOARD เปล่าๆ ซึ่งมี SLOT เพิ่มขยายให้จำนวนหนึ่ง และตัว CPU เองรวมทั้งหน่วยความจำหลัก (MAIN MEMORY/RAM) ก็อยู่บน BOARD เพิ่มขยายที่นำมา PLUG บน SLOT นั้นๆนั่นเอง โดยระบบบัสที่ใช้เรียกว่า S-100 หรือ ALTAIR BUS (IEEE 696) ซึ่งก็ใช้เป็นมาตรฐานในวงการนี้มานานหลายปี แต่ก็ใช่ว่าเครื่องทุกๆเครื่องจะต้องใช้ ALTAIR BUS นี้ เพราะทาง APPLE เองก็ออกมาตรฐานของตัวเองขึ้นมา เรียกว่า APPLE BUS และทาง IBM เอง ก็ได้กำหนดมาตรฐาน PC BUS ขึ้นมาพร้อมๆกับการ IBM PC ต้นแบบ
พื้นฐานระบบบัส (Bus)
     การทำงานของระบบคอมพิวเตอร์ ถ้าเปรียบเทียบกับระบบโครงสร้างร่างกายของมนุษย์เราน่าจะเปรียบเทียบได้ง่ายและเห็นภาพชัดเจน เพราะอย่างน้อยคนเราส่วนใหญ่คงจะพอรู้ระบบโครงสร้างการทำงานของร่างกายของเราเองอยู่บ้างไม่มากก็น้อยล่ะ
      ดังนั้นระบบการทำงานของบัสก็จะคล้ายกับเส้นเลือดในร่างกายของมนุษย์นั่นเอง สำหรับทำหน้าส่งถ่ายกระแสเลือดไปหล่อเลี้ยงส่วนต่างๆของร่างกาย ซึ่งกระแสเลือดในระบบคอมพิวเตอร์ก็คือข้อมูล (Data) นั่นเอง
บัส คือ ทางเดิน หรือ ช่องทางระหว่างอุปกรณ์ต่างๆที่ใช้ในการติดต่อสื่อสารภายในคอมพิวเตอร์ บัสที่ถูกเรียกเฉพาะตามวัตถุประสงค์การใช้งานมีตัวอย่างดังนี้
 • Processor Bus
 • System Bus
 • Frontside or Gunning Transceiver Logic plus (GTL+) Bus
 • Main Memory Bus
 • Host Bus
 • Local Bus
 • Internal Bus
 • External Bus
ส่วนประกอบของ System Bus มีดังนี้
 • Address Bus
 • Data Bus
 • Control Bus

โครงสร้างของบัส

แอดเดรสบัส (Address Bus) ใช้สำหรับ
 • ถ่ายโอนต้นทาง (Source) และปลายทาง (Distination) ของการส่งข้อมูลบน Data Bus
 • ชี้ตำแหน่งของหน่วยความจำที่ระบุโดย Microprocessor, Bus Masters หรือ Direct Memory Access (DMA) Controller

ขนาดของแอดเดรสบัสแยกตามชนิดของโพรเซสเซอร์

โพรเซสเซอร์	จำนวนเส้นของแอดเดรสบัส	อ้างหน่วยความจำสูงสุด
80286	24	16 MB
80386 และ 80486	32	4 GB
Pentium	32	4 GB
Pentium Pro	36	64 GB
Pentium II และ III	36	64 GB
Pentium II Xeon and II Xeon	36	64 GB

อักษรที่ใช้อ้างถึงแอดเดรสบัส คือ A เช่น A0-A35 เป็นต้น
ดาต้าบัส (Data Bus) คือทางเดินสำหรับรับ-ส่งข้อมูลระหว่างโพรเซสเซอร์ (Processor) กับหน่วยความจำ (Memory) หรือ หน่วยความจำกับอุปกรณ์อินพุทเอาท์พุท (I/O)

ขนาดของแอดเดรสบัสแยกตามชนิดของโพรเซสเซอร์

โพรเซสเซอร์	ขนาดของดาต้าบัส
80286	16 บิต
80386 และ 80486	32 บิต
Pentium และ Pentium Pro	64 บิต
Pentium II และ III	64 บิต
Pentium II Xeon และ III Xeon	64 บิต

อักษรที่ใช้อ้างถึงดาต้าบัส คือ D เช่น D0-D63 เป็นต้น
คอนโทรลบัส (Control Bus) คือทางเดินสำหรับสัญญาณควบคุมการทำงานของส่วนต่างๆระหว่างโพรเซสเซอร์กับหน่วยความจำและอุปกรณ์อินพุทเอาท์พุทตัวอย่างเช่น
 • W/R - Write/Read
 • IRQ - Interrupt Requests
 • BCLK - Bus Clock
 • DRQ - DMA Requests
การทำงานของระบบบัสในเครื่องพีซี
     ในระบบไมโครคอมพิวเตอร์ การส่งถ่ายข้อมูลส่วนมากจะเป็นระหว่างไมโครโปรเซสเซอร์กับอุปกรณ์ภายนอกทั้งหมด โดยผ่านบัส ในไมโครโพรเซสเซอร์จะมีบัสต่างๆ ดังนี้คือ
     บัสข้อมูล (DATA BUS) คือบัสที่ ไมโครโพรเซสเซอร์ (ซีพียู) ใช้เป็นเส้นทางผ่านในการควบคุมการส่งถ่ายข้อมูลจากตัวซีพียูไปยังอุปกรณ์ภายนอกหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ภายนอก เพื่อทำการประมวลผลที่ซีพียู
     บัสรองรับข้อมูล (ADDRESS BUS) คือบัสที่ตัวซีพียู เลือกว่าจะส่งข้อมูลหรือรับข้อมูลจากอุปกรณ์ไหนไปที่ใดโดยจะต้องส่งสัญญาณเลือกออกมาทางแอดเดรสบัส
     บัสควบคุม (CONTROL BUS) เป็นบัสที่รับสัญญาณการควบคุมจากตัวซีพียูโดยบัสควบคุม เพื่อบังคับว่าจะอ่านข้อมูลเข้ามา หรือจะส่งข้อมูลออกไป จากตัวซีพียู โดยระบบภายนอกจะตอบรับต่อสัญญาณควบคุมนั้น
     ไมโครโพรเซสเซอร์ไม่ใช่จะควบคุมการทำงานของบัสทั้งหมด บางกรณีในการส่งถ่ายข้อมูลภายนอกด้วยกันเอง ผ่านบัสได้เป็นกรณีพิเศษเหมือนกัน เช่น การอ่านข้อมูลจากหน่วยความจำสำรองขนาดใหญ่ สามารถส่งผ่านมายังหน่วยความจำหลักได้โดยไม่ผ่านไมโครโพรเซสเซอร์เลย ก็โดยการใช้ขบวนการที่เรียกว่า ขบวนการ DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)
บทบาทของระบบบัส
     บัสเป็นเส้นทางหลักของคอมพิวเตอร์ในการเชื่อมโยงการ์ดขยายทุกชนิด ไปยังไมโครโพรเซสเซอร์ บัสความจริงก็คือ ชุดของเส้นลวดที่วางขนานกันเป็นเส้นทางวงจรไฟฟ้าเปรียบเทียบเหมือนถนนที่มีหลายช่องทางจราจร ยิ่งมีช่องทางจราจรมาก ก็ยิ่งระบายรถได้มากและหมดเร็ว เมื่อเราเสียบการ์ดลงช่องเสียบบนแผงวงจรหลัก (สล๊อต) ก็เท่ากับว่าได้เชื่อมต่อการ์ดนั้นเข้ากับวงจรบัสโดยตรง
     จุดประสงค์หลักของบัสก็คือ การส่งผ่านข้อมูลไปและกลับ จากไมโครโพรเซสเซอร์หรือจากอุปกรณ์หนึ่ง โดยทางคอนโทรลเลอร์ DMA การ์ดทุกตัวที่เสียบอยู่บนสล็อตของแผงวงจรหลักจะใช้เส้นทางเดินของบัสอันเดียวกัน ดังนั้นข้อมูลต่างๆจึงถูกจัดระบบและควบคุมการส่งผ่านในระบบ จะพบว่าบัสแบ่งได้เป็น 4 ส่วนใหญ่ๆดังนี้
     1. สายไฟฟ้า (POWER LINE) จะให้พลังไฟฟ้ากับการ์ดขยายต่างๆ
     2. สายควบคุม (CONTROL LINE) ใช้สำหรับส่งผ่านสัญญาณเวลา (TIMING SIGNS) จากนาฬิกาของระบบ และส่งสัญญาณอินเตอร์รัพต์
     3. สายแอดเดรส (ADDRESS LINE) ข้อมูลใดๆที่จะถูกส่งผ่านไป แอดเดรสเป้าหมายจะถูกส่งมาตามสายข้อมูลและบอกให้ตำแหน่งรับข้อมูล (แอดเดรส) รู้ว่าจะมีข้อมูลบางอย่างพร้อมที่จะส่งมาให้
     4. สายข้อมูล (DATA LINE) ไมโครเมตรจะตรวจสอบว่ามีสัญญาณแสดงความพร้อมหรือยัง (บนสาย I/O CHANNEL READY) เมื่อทุกอย่างเป็นไปด้วยดี ข้อมูลก็จะถูกส่งผ่านไปตามสายข้อมูล
     จำนวนสายที่ระบุถึงแอดเดรสของบัส หมายถึง จำนวนของหน่วยความจำที่อ้างแอดเดรสได้ทั้งหมด เช่น สายแอดเดรส 20 สาย สามารถใช้หน่วยความจำได้ 1 เมกะไบต์ จำนวนของสายบัสจะหมายถึงบัสข้อมูล ซึ่งก็คือข้อมูลทั้งหมดที่ส่งผ่านไปในบัสตามกฎที่ตั้งไว้ ความเร็วในการทำงานที่เหมาะสมจะเป็นไปได้ก็ต่อเมื่อ จำนวนสายข้อมูลเพียงพอกับจำนวนสายส่งข้อมูลของไมโครโพรเซสเซอร์ จำนวนสายส่งข้อมูลมักจะระบุถึงคุณสมบัติของบัสในเครื่องพีซีนั้นๆ เช่น บัส 16 บิต หมายถึง บัสที่ใช้สายข้อมูล 16 สายนั่นเอง

คุณสมบัติชนิดต่างๆ
     EISA BUS

การพัฒนา ขยายระบบ bus ของ PC AT bus นั้น ในปี 1991 Intel ได้ผลิต EISA chip set ซึ่งรวมเอา 82358 Bus controller 82357 Integrated System Peripheral และ 82355 Bus Master Interface Controller เข้าด้วยกัน เมื่อครั้งที่ IBM ทำการขยาย จาก PC bus ไปสู่ PC AT bus โดยการเพิ่ม data address และ control line ลงไป ผู้ออกแบบได้ทำการออกแบบให้ compatible กับ ของเดิม เช่น ผู้ใช้สามารถใช้ กับอุปกรณ์ที่เป็นของ PCที่เป็น 8 บิต ได้ EISA bus นั้นได้ถูกออกแบบให้ขยายจาก PC AT ขึ้นมา เป็นบัสที่สร้างขึ้นจากกลุ่มผู้ขาย 9 บริษัท นำโดยบริษัท COMPAG สร้างขึ้นเพื่อสู้กับสถาปัตยกรรมไมโครแซนแนลของ IBM EISA นั้นใช้พื้นฐานหลักมาจาก ISA แต่ได้เพิ่มขีดความสามารถบางอย่างขึ้น ซึ่งบางอย่างก็พัฒนามาจาก MCA ด้วย ซ้ำยังเข้ากันได้กับ ระบบ ISA รุ่นเก่าด้วย และเสียค่าลิขสิทธิ์น้อยกว่าที่จะต้องข่าย IBM อีกด้วย

     บัส EISA รันที่ 8 MHz แต่ออกแบบให้กว้างกว่า 32 บิต หมายความว่า แบนด์วิดธ์ ของมันเป็น 33 MHz ต่อวินาที ผ่านบัสภายใต้เงื่อนไขที่ดีที่สุด บัส EISA มีปัญหาการแอดเดรส และปัญหาหนึ่งที่ทำให้เลิกพัฒนาอุปกรณ์ไมโครแแซนเนล คือการคอมแพตทิเบิลย้อนหลัง คือถ้าซื้อคอมพิวเตอร์ใหม่แบบไมโครแซนเนลจาก IBM เราจะต้องซื้อการ์ดอุปกรณ์พ่วงต่อเป็นรุ่น MCA ทั้งหมด ซึ่งรวมถึงคอนโทรลเลอร์ของดิสก์ การ์ดแสดงผลโมเด็ม และอื่นๆในทางตรงกันข้าม ข้อกำหนดของ EISA จะเรียกใช้คอนเน็กเตอร์ที่ยอมรับการ์ด EISA หรือ การ์ด ISA อนุญาตให้มีการเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์บางตัว หรือทั้งหมดของเครื่องเก่ามาเครื่องใหม่ได้ สล็อตของ EISA จะทำจากพลาสติกสีน้ำตาล EISA Bus อนุญาตให้อุปกรณ์เข้ามาใช้ interrupt line ร่วมกันได้แม้ว่าจะถูกออกแบบมาสำหรับ EISA device EISA bus controller รับประกันได้ว่าจะสามารถข้าถึง high priority bus master ตัวอย่างเช่น วงจรที่ทำการ refresh DRAM
 

 

   
 จุดเด่นและจุดด้อย ของ EISA
     - ใช้เส้นทางข้อมูลขนาด 32 BIT ซึ่งทำให้มีอัตราการส่งผ่านข้อมูลได้ถึง 33 Meg ต่อวินาที
     - อ้างหน่วยความจำได้ถึง 4 GIGABYTE - ดึงเอาความสามารถเด่นๆ ทั้ง BUS MASTERING, AUTOMATED SETUP และ INTERRUPT SHARINGT จาก MCA และพัฒนามาเป็นแบบฉบับของตน ดังนั้นจึงสามารถปรับแต่งค่าต่างๆ ทั้ง IRQ, DMA และ PORT ผ่านทาง SOFIWARE โดยไม่ต้องไปยุ่งเกี่ยวกับ JUMPER หรือ DIPSWITCH ได้
     - ใช้สัญญาณนาฬิกาที่ 8.33 MHz เท่านั้น ซึ่งตรงนี้เองที่เป็นจุดด้อยของมัน แต่ที่ต้องใช้เพียงเท่านี้ก็เพื่อคงความเข้ากันได้กับระบบ ISA แบบเก่า
     - ไม่มีการเพิ่ม IRQ และ DMA เพราะใช้ร่วมกันได้
     - เมื่อ IBM เห็นเช่นนั้น จึงได้ทำการเพิ่ม FEATURE ให้กับ MCA ซึ่งทำให้อัตราการส่งถ่ายข้อมูลเพิ่มได้ถึง 160 M/s และทาง WATCHZONE ได้ทำการพัฒนา EISA ขึ้นเป็น EISA-2 ซึ่งมีอัตราการส่งถ่ายถึง 132 M/s

ที่มา http://se-ed.net/sanambin/h-bus.html