Die Steuereinheit CU das Leitwerk

Die Control Unit (Leitwerk) ist die umfangreichste Komponente eines Mikroprozessors. Sie wiederum setzt sich aus mehreren Einzelteilen zusammen, deren Zusammenwirken gesteuert werden muß. Die Steuereinheit ist für die Zusammenarbeit mit den anderen Komponenten des Mikroprozessors verantwortlich. Im einzelnen sind  dies folgende Aufgaben;

• Lesen von Daten aus dem Ram
• Speichern von Daten im Ram
• Bereitstellung, Decodierung und Ausführung von Befehlen
• Verarbeitung der Eingaben an peripheren Geräten
• Verarbeitung der Ausgaben zur Peripherie
• Interrrupt-Steuerung
• Überwachung des gesamten Systems

Für die Bewältigung dieser vielfältigen Aufgaben steht die Steuereinheit Bussystem zur Verfügung

Ein Bus ist ein Untersystem, das Daten oder Energie zwischen Computerbestandteilen innerhalb eines Computers oder zwischen verschiedenen Computern überträgt.

•     Schnittstellen realisieren die Kommunikation zwischen PC und Anwender.   
•     eine Schnittstelle beschreibt in der Regel immer eine Punkt-zu-Punkt-Verbindung.   
•     ein Bussystem kennzeichnet die Möglichkeit mehrere Geräte gleichzeitig anschließen zu können.   
•     die Geräte an einem Bussystem sind einzeln ansprechbar.
•     der Bus im Prozessor wird interner Bus genannt, das übrige Bussystem bezeichnet man auch
•     als externer Bus.
•     Bussysteme werden nach Datenart unterschieden in

Über den Adressbus wird die Adresse einer Speicherzelle im Hauptspeicher bestimmt, die 1 Byte aufnehmen kann und für eine Verarbeitung angewählt werden sollDie Adressierbarkeit beim 8086/88 Prozessor mit seinen 20 Adressleitungen errechnet sich demnach wie folgt: Über den Adressbus werden aber auch die periphreren Geräte über Adressen angesprochen Adressbuch   →sorgt für eindeutige Datenadressierung
Der Datenbus ist ein weiteres Leitungssystem, was dem Mikroprozessor zu verfügung steht. Die Anzahl der Leitungen ist direkt vom  verwendeten Prozessor-Typ abhängig. Auf jede Leitung kann bekanntermaßen ein Signal anliegen und damit eine binäre 0 oder 1 (Strom oder nicht Strom)   Datenbus        →      transportiert Daten
Der Steuerbus ist die Schaltzentrale der Steuereinheit. Er verbindet die Teileinheiten eines Mikroprozessorsystems miteinander und erteilt den einzelnen Komponenten zu gegebener Zeit das Wort. Das bedeutet das auf den Leitungen des Steuerbusses bestimmte Signale angelegt werden, die die Peripherie oder den Arbeitsspeicher anweisen, Daten zu senden oder Daten entgegen zu nehmen. Steuerbus       →      dient dem Transport von Steuersignalen

•    Daten-, Adress- und Steuerbus bilden zusammen den Systembus.
•    Datenbus ermöglicht bidirektionalen Transport.
•    unter Busbreite versteht man die Anzahl der parallelen Datenleitungen

 ISA – Bus

Merkmale:  Bestandteil des IBM-XT (erster PC von IBM) mit einer Intel 8088 CPU (1981)
 

IDE / AT Bus

• IDE→ „Integrated Device Electronic“ 
• AT→ „Advanced Technology“ 
• Vesa-Local-Bus (VLB) → „Video Electronic Standards Organisation“

 
 
PCI Bus 

•       Aktueller Industriestandard und fester Bestandteil in IBM – kompatiblen PCs, Apple Macintoshs und Alpha-Workstations.
•     Von Intel im Jahr 1993 entwickelt.
•     PCI steht für „Peripheral Component Interconnect“
•     bis ins Detail normiert, um Nachbauten zu ermöglichen
•     Anpassungsfähig an steigende Anforderungen
•     PCI-BIOS ist PnP-fähig

PCI-X

•    PCI Special Interest Group“ (PCI-SIG)
•    entwickelt seit 1998 den Standard PCI-X
•    PCI-X Version 1.0 eng verwandt mit PCI
•    vorwiegender Einsatz in Dual-Prozessor-Systemen
•    64-bit-Variante ermöglicht mit 133MHz Taktfrequenz
•    Übertragungsraten bis 1,06 Gbyte/s
•    Anzahl möglicher Karten abhängig von Taktfrequenz, daher
•    mehrere parallele PCI-X-Busse
   

PCI-Express 

•     schnelles serielles Übertragungsverfahren, vorgestellt 2001
•     von Intel (3GIO, Araphoe)
•    beschreibt Software-Protokoll sowie elektrische und
•     mechanische Eigenschaften der Steckverbinder und Erweiterungskarten
•     Geräte im laufenden Betrieb ein- und aussteckbar,
•     sowie umkonfigurierbar
•     Transferraten von 2,5 GBit/s je Leitung

SCSI-Bussystem 

•      eigenständiges Bussystem, wurde 1979 unter der      Bezeichnung SASI eingeführt
•      1981 in SCSI umbenannt, nachdem sich andere Firmen dafür interessierten
•      SCSI steht für „Small Computer System Interface“ (Systemschnittstelle für kl. Computer)
•      wurde 1986 durch die ANSI standardisiert SCSI ist zu einem Industriestandard geworden
•      SCSI-Parallelbus benötigt Controller-Steckkarte (wird auch „Hostadapter“ genannt) zur Verbindung mit dem Rechner
•     Vorteil ist, das zur Ansteuerung aller Geräte an einem Hostadapter nur ei Interrupt benötigt wird
•     Standard ist Geräte-unabhängig ausgelegt
•     SCSI-Geräte besitzen einen Controller, um mit Hostadapter kommunizieren zu können
•     Kabel mussten terminiert sein