bus

บทที่ 4 ระบบบัส (Bus System) BUS หมายถึง ชองทางการขนถายขอมูลจากอุปกรณหน่ึงไปยังอุปกรณหน่ึงของระบบคอมพิวเตอร เพราะการทํางานของระบบคอมพิวเตอร CPU จะตองอานเอาคําส่ังหรือโปรแกรมจากหนวยความจํา มาตีความและทําตามคําสั่งนั้นๆ ซ่ึงในบางคร้ังจะตองอานขอมูลจากอุปกรณอ่ืนๆเพื่อใชประกอบในการทํางาน หรือใชในการประมวลผลดวยผลลัพธของการประมวลผล ก็ตองสง ไปแสดงผลทยี่ งั จอภาพ หรอื เครอ่ื งพมิ พหรืออุปกรณอ ื่นๆ ระบบ BUS ทางกายภาพ คือสายทองแดงท่ีวางตัวอยูบ นแผงวงจรของเครื่องคอมพิวเตอร ที่เชื่อมโยงกับอุปกรณตางๆ ความกวางของระบบบัส จะนับขนาดขอมูลที่ว่ิงอยูโดยจะมีหนวยเปนบิต (BIT) บนเครื่องไมโครคอมพิวเตอร บัสจะมีความกวางหลายขนาด ข้ึนอยูกับรุนของเคร่ืองพีซีเชน บัสขนาด 8 บิต 16 บิต และ 32 บิต โดยปจจุบันจะกวาง 16 บิต บัสย่ิงกวางจะทําใหการสงถายขอมูลจะทําไดค ร้งั ละมากๆ จะมผี ลทําใหค อมพวิ เตอรเครื่องนน้ั ทํางานไดเร็วตามไปดวย ระบบบัส ขนาด 16 บิต ก็คือระบบการสงถายขอมูลพรอมๆกันในคราวเดียวกันไดถึง 16บิต และบัส 32 บิต ยอมเร็วกวาบัส 16 บิต ในระบบบัสที่สงขอมูลไดจํานวนเทาๆกัน นั้นก็ยังมีบางอยางท่ีทําใหการสงขอมูลมีความแตกตางกัน ดังท่ีเราจะเห็นวาเคร่ืองพีซีของเราในปจจุบันจะมีระบบบสั อยหู ลายขนาด เชน ISA, EISA, MCA, VLPCI เปนตน ท้ัง ISA, PCI, AGP, VLPCI ลวนแตเปน CARD เพ่ิมขยาย (EXPANSION CARD) ซ่ึงนํามาตอกับระบบบัสเพิ่มขยาย (EXPANSION BUS) ที่จะชวยเพ่ิมประสิทธิภาพ และชวยเพ่ิมขีดความสามารถใหกับคอมพิวเตอรระบบบัสเพ่ิมขยายน้ัน จะชวยใหเราสามารถปรับแตง หรือเพิ่มขยายความสามารถของระบบ โดยผานทาง PLUG-IN BOARD หรือเรียกวา เปน CARD เพิ่มขยายEXPANSION CARD เชนเมื่อตองการใหเครื่อง COMPUTER มีเสียง อยากใหคอมพิวเตอรเลนเพลงไดก็ตองหาซื้อ SOUNDCARD และลําโพงมาตอเพ่ิม โดยแคนํามา PLUG ลงในEXPANSION SLIT บน MAINBOARD และทําการ CONFIG ก็สามารถใชงานได โดยไมจาํ เปน ตอ งเดนิ สายไฟ รอื้ MAINBOARD ใหย งุ ยาก ระบบบัสเพิ่มขยายนี้มีใชมานานแลว โดยสมัยแรกๆท่ีทําการลดขนาดเมนเฟรม เปนMINICOMPUTER บริษัท DIGITAL EQUIPMENT CORPORATION หรือที่รูจักกันในนาม DECไดวางตลาด MINICOMPUTER ลักษณะ BUS-ORIENTED DESIGN ซ่ึงประกอบไปดวยแผงวงจรยอยๆบน BOARD นํามาประกอบรวมกัน ตอมา เคร่ืองจักรท่ีไดรับยกยองวาเปน PC(PERSONAL COMPUTER) เครื่องแรกก็ไดถือกําเนิดขึ้น เปนผลงานของ ED ROBERTS โดยใหช่ือวา ALTAIR (อัลแตร) ซ่ึงลักษณะของเคร่ืองน้ี จะเปนลักษณะ SINGLE BOARD MACHINE

กลาวคือมีเพียง BOARD เปลาๆ ซ่ึงมี SLOT เพิ่มขยายใหจํานวนหน่ึง และตัว CPU เองรวมทั้งหนวยความจําหลัก (MAIN MEMORY/RAM) ก็อยูบน BOARD เพ่ิมขยายที่นํามา PLUG บนSLOT นั้นๆน่ันเอง โดยระบบบัสท่ีใชเรียกวา S-100 หรือ ALTAIR BUS (IEEE 696) ซ่ึงก็ใชเปนมาตรฐานในวงการน้ีมานานหลายป แตก็ใชวาเคร่ืองทุกๆเครื่องจะตองใช ALTAIR BUS น้ี เพราะทาง APPLE เองก็ออกมาตรฐานของตัวเองข้ึนมา เรียกวา APPLE BUS และทาง IBM เอง ก็ไดกําหนดมาตรฐาน PC BUS ขน้ึ มาพรอ มๆกบั การ IBM PC ตน แบบพ้นื ฐานระบบบัส (Bus) การทํางานของระบบคอมพิวเตอร ถาเปรียบเทียบกับระบบโครงสรางรางกายของมนุษยเรานาจะเปรียบเทียบไดงายและเห็นภาพชัดเจน เพราะอยางนอยคนเราสวนใหญคงจะพอรูระบบโครงสรา งการทํางานของรางกายของเราเองอยบู า งไมมากกน็ อยละดังน้ันระบบการทํางานของบัสก็จะคลายกับเสนเลือดในรางกายของมนุษยนั่นเอง สําหรับทําหนาสงถายกระแสเลือดไปหลอเล้ียงสวนตางๆของรางกาย ซ่ึงกระแสเลือดในระบบคอมพิวเตอรก็คือขอ มลู (Data) นน่ั เอง บสั คอื ทางเดิน หรอื ชองทางระหวางอุปกรณต างๆที่ใชในการติดตอสอื่ สารภายในคอมพิวเตอร บัสทถ่ี กู เรยี กเฉพาะตามวตั ถปุ ระสงคก ารใชง านมตี วั อยา งดังนี้• Processor Bus• System Bus• Frontside or Gunning Transceiver Logic plus (GTL+) Bus• Main Memory Bus• Host Bus• Local Bus• Internal Bus• External Busสว นประกอบของ System Bus มดี ังนี้• Address Bus• Data Bus• Control Bus

โครงสรางของบัสแอดเดรสบัส (Address Bus) ใชส ําหรบั• ถายโอนตน ทาง (Source) และปลายทาง (Distination) ของการสง ขอมลู บน Data Bus• ชีต้ ําแหนงของหนว ยความจําที่ระบโุ ดย Microprocessor, Bus Masters หรือ Direct MemoryAccess (DMA) Controller ขนาดของแอดเดรสบัสแยกตามชนดิ ของโพรเซสเซอรโพรเซสเซอร จาํ นวนเสน ของแอดเดรสบัสอางหนว ยความจาํ สงู สุด80286 24 16 MB80386 และ 80486 32 4 GBPentium 32 4 GBPentium Pro 36 64 GBPentium II และ III 36 64 GBPentium II Xeon and II Xeon 36 64 GBอักษรท่ีใชอางถงึ แอดเดรสบสั คือ A เชน A0-A35 เปนตนดาตาบสั (Data Bus) คอื ทางเดนิ สาํ หรับรบั -สงขอ มลู ระหวางโพรเซสเซอร (Processor) กับหนวยความจาํ (Memory) หรอื หนว ยความจาํ กบั อปุ กรณอินพทุ เอาทพ ุท (I/O)

ขนาดของแอดเดรสบัสแยกตามชนิดของโพรเซสเซอรโพรเซสเซอร ขนาดของดาตา บัส80286 16 บิต80386 และ 80486 32 บิตPentium และ Pentium Pro 64 บติPentium II และ III 64 บติPentium II Xeon และ III Xeon 64 บิตอักษรที่ใชอา งถงึ ดาตา บสั คอื D เชน D0-D63 เปน ตนคอนโทรลบัส (Control Bus) คอื ทางเดนิ สาํ หรับสญั ญาณควบคมุ การทํางานของสว นตา งๆระหวา งโพรเซสเซอรกบั หนว ยความจําและอปุ กรณอินพุทเอาทพ ุทตัวอยางเชน• W/R - Write/Read• IRQ - Interrupt Requests• BCLK - Bus Clock• DRQ - DMA Requestsการทํางานของระบบบสั ในเครอ่ื งพีซี ในระบบไมโครคอมพิวเตอร การสงถายขอมูลสวนมากจะเปนระหวางไมโครโปรเซสเซอรกับอปุ กรณภายนอกทงั้ หมด โดยผา นบสั ในไมโครโพรเซสเซอรจ ะมบี สั ตา งๆ ดังนค้ี อื บัสขอ มลู (DATA BUS) คือบัสท่ี ไมโครโพรเซสเซอร (ซพี ีย)ู ใชเปนเสนทางผา นในการควบคุมการสงถายขอมูลจากตัวซีพียูไปยังอุปกรณภายนอกหรือรับขอมูลจากอุปกรณภายนอก เพื่อทําการประมวลผลทีซ่ ีพยี ู บัสรองรับขอมูล (ADDRESS BUS) คือบัสที่ตัวซีพียู เลือกวาจะสงขอมูลหรือรับขอมูลจากอุปกรณไ หนไปที่ใดโดยจะตอ งสงสญั ญาณเลอื กออกมาทางแอดเดรสบัส บัสควบคุม (CONTROL BUS) เปนบสั ทีร่ ับสัญญาณการควบคมุ จากตัวซีพียูโดยบัสควบคุม เพ่ือบังคับวาจะอานขอมูลเขามา หรือจะสงขอมูลออกไป จากตัวซีพียู โดยระบบภายนอกจะตอบรับตอสัญญาณควบคมุ นัน้ ไมโครโพรเซสเซอรไ มใชจ ะควบคุมการทํางานของบัสทั้งหมด บางกรณใี นการสงถา ยขอมลูภายนอกดว ยกนั เอง ผา นบสั ไดเ ปนกรณีพเิ ศษเหมือนกนั เชน การอานขอมลู จากหนว ยความจาํสํารองขนาดใหญ สามารถสงผานมายงั หนว ยความจําหลกั ไดโ ดยไมผา นไมโครโพรเซสเซอรเลย ก็โดยการใชขบวนการทีเ่ รยี กวา ขบวนการ DMA (DIRECT MEMORY ACCESS)

บทบาทของระบบบสั บัสเปน เสนทางหลกั ของคอมพวิ เตอรใ นการเชื่อมโยงการด ขยายทุกชนดิ ไปยงั ไมโครโพรเซสเซอร บสั ความจริงกค็ ือ ชดุ ของเสน ลวดทว่ี างขนานกันเปน เสน ทางวงจรไฟฟา เปรียบเทยี บเหมือนถนนทม่ี ีหลายชอ งทางจราจร ยิ่งมชี อ งทางจราจรมาก ก็ยิง่ ระบายรถไดม ากและหมดเร็ว เมื่อเราเสยี บการด ลงชอ งเสียบบนแผงวงจรหลัก (สลอ ต) ก็เทากับวา ไดเ ช่ือมตอการด นน้ั เขา กบั วงจรบัสโดยตรง จดุ ประสงคหลกั ของบัสกค็ อื การสงผานขอ มูลไปและกลับ จากไมโครโพรเซสเซอรห รือจากอุปกรณห นงึ่ โดยทางคอนโทรลเลอร DMA การด ทุกตวั ที่เสียบอยูบ นสล็อตของแผงวงจรหลกั จะใชเสน ทางเดนิ ของบัสอนั เดยี วกัน ดังน้ันขอ มลู ตางๆจงึ ถูกจัดระบบและควบคมุ การสง ผานในระบบจะพบวาบัสแบงไดเปน 4 สว นใหญๆดงั นี้ 1. สายไฟฟา (POWER LINE) จะใหพ ลงั ไฟฟา กับการดขยายตางๆ 2. สายควบคุม (CONTROL LINE) ใชส ําหรับสง ผานสญั ญาณเวลา (TIMING SIGNS) จากนาฬิกาของระบบ และสงสัญญาณอนิ เตอรรัพต 3. สายแอดเดรส (ADDRESS LINE) ขอมลู ใดๆทจ่ี ะถูกสงผา นไป แอดเดรสเปาหมายจะถกู สงมาตามสายขอมลู และบอกใหต าํ แหนงรบั ขอมลู (แอดเดรส) รวู า จะมีขอ มลู บางอยา งพรอ มท่จี ะสงมาให 4. สายขอ มลู (DATA LINE) ไมโครเมตรจะตรวจสอบวา มีสญั ญาณแสดงความพรอ มหรอื ยัง(บนสาย I/O CHANNEL READY) เมอ่ื ทกุ อยา งเปนไปดว ยดี ขอมูลกจ็ ะถูกสงผานไปตามสายขอมูล จาํ นวนสายทรี่ ะบุถงึ แอดเดรสของบสั หมายถึง จาํ นวนของหนวยความจาํ ทอี่ างแอดเดรสไดทั้งหมด เชน สายแอดเดรส 20 สาย สามารถใชหนว ยความจําได 1 เมกะไบต จาํ นวนของสายบสั จะหมายถึงบสั ขอ มลู ซึ่งก็คือขอมลู ทั้งหมดทส่ี งผานไปในบสั ตามกฎที่ต้ังไว ความเร็วในการทาํ งานที่เหมาะสมจะเปนไปไดก ็ตอเมอ่ื จํานวนสายขอ มลู เพยี งพอกบั จาํ นวนสายสงขอ มลู ของไมโครโพรเซสเซอร จาํ นวนสายสงขอ มลู มกั จะระบุถงึ คุณสมบัติของบัสในเครื่องพีซนี ้นั ๆ เชน บัส 16 บติหมายถงึ บสั ทีใ่ ชส ายขอมลู 16 สายนั่นเองระบบบัสแบบตางๆ เปนสถาปตยกรรมที่ทําใหขอมูลไหลไดอยางรวดเร็ว คลองแคลว ระหวางจุดหมายปลายทางท้ังสอง การเปรียบเทียบ บัสขอมูลกับไฮเวยจะเห็นภาพไดชัดในขณะท่ีไฮเวยมีชองทางมากก็จะใหรถไปไดมาก ดังนั้นบัสท่ีกวางกวาก็สามารถรับขอมูลไดมากกวา เม่ือชองทางของไฮเวยวัดเปนชองทาง บัสอุปกรณพวงตอของพีซีก็วัดเปนบิต เชน พีซีเกา หรือ XT จะใชบัสแบบ 8 บิต ก็คือขอมูลจะเคลอ่ื นจากท่ีหนงึ่ ไปอกี ทห่ี นงึ่ ภายในเครอื่ งพซี ี รุน เกา ได 8 บิตตอครงั้

ในชวงเวลาของเครื่อง AT และโพรเซสเซอร 286 ผูใชพีซีตองการส่ิงท่ีเร็วกวา ดังนั้นจึงเกิดส่ิงท่ีเราเรียกกนั ในทุกวันนว้ี า บัส ISA บสั ทีธ่ รรมดา และจะสามารถเคล่อื นขอมูลไปจากอุปกรณพวงตอแบบเดียวกับบัส 8 บิต แตมันจะเคลื่อนจากที่ขอมูลเปน 16 บิตตอคร้ัง ดังนั้นบัสนี้จึงถูกเรียกวา บัสแบบ 16 บิต การเคลอื่ นทขี่ องบสั ขอมลู ทบ่ี สั ไมส ามารถรับเพ่มิ ไดอกี และไมสามารถเคลื่อนท่ีขอมูลไดเร็วขึ้นจะเกิดเงื่อนไขท่ีรูจักกันในชื่อวา การอิ่มตัว (ASTURATION) และมักจะเกิดขึ้นในพีซีดวย ถาพยายามท่ีจะเคลื่อนขอมูลมากเกินไป จากที่หนึ่งไปท่ีอ่ืน (จากแรมไปซีพียู จากดิสกไปแรม จากซีพียูไปการแสดงผล หรือ อ่ืนๆ) มีอีกคําหนึ่งคือแบนวิดซ (BANDWIDTH) หรือชวงกวางแถบความถี่ ที่จริงก็คือ คาวัดของจํานวนขอมูลท่ีสามารถสงไปตามบัสท่ีเวลาใดๆเปรียบเหมือนการวัดปรมิ าณน้าํ ทผี่ า นไปยงั หวั ฉดี รดนา้ํ ถาจะเพิ่มขนาดของหวั ฉดี รดนํ้า เชน จาก 8 บติ เปน 16 บิต หรือแรงดนั ในทอ ฉดี จาก 8 MHz เปน 33 MHz ก็ไมส ามารถจะเคล่ือนน้ําใหผ านไปมากข้ึนไดคุณสมบตั ิชนดิ ตา งๆPC BUS เม่ือ IBM ไดทําการเปดตัว IBM PC(XT) ตัวแรกซึ่งใช CPU 8088 เปน CPU ขนาด 8 BIT ดังนั้นเคร่ืองคอมพิวเตอรเครื่องนี้ จึงมีเสนทางขอมูลเพียง 8 เสนทาง (8 DATA LINE) และเสนทางท่ีอยู20 เสน ทาง (20 ADDRESS LINE) เพ่ือใชในการอา งตาํ แหนงของหนว ยความจํา CARD ท่ีนํามาตอกับ PC BUS น้ันจะเปน CARD แบบ 62 PIN ซ่ึง 8 PIN ใชสําหรับสงขอมูลอีก20 PIN ไวสําหรับอางตําแหนงของหนวยความจํา ซึ่ง CPU 8088 นั้น สามารถอางอิงหนวยความจําไดเ พยี ง 1 เมกะไบตซ่ึงในแตละ PIN นั้นสามารถสงขอมูลไดเพียง 2 คา คือ 0 กับ 1 (หรือ LOW กับHIGH) ดงั น้นั เมอ่ื ใช 20 PIN กจ็ ะอา งอิงตําแหนง ไดท่ี 2 คูณกัน 20 ครัง้ (หรือ 2 ยกกําลัง 20) ซึ่งก็จะไดเทากับ 1 MEGABYTE พอดี สวน PIN ท่ีเหลือก็ใชเปนตัวกําหนดการอานคา วาอานจากตําแหนงของหนวยความจํา หรือตําแหนงของ INPUT/OUTPUT หรือบางสวน PIN ก็ใชสําหรับจายไฟ +5ม -5ม +12 และสาย GROUND สายดิน) เพื่อจายไฟใหกับ CARD ท่ีตอพวงบน SLOTของ PC BUS นั่นเอง และยังมี PIN บางตัวท่ีทําหนาที่เปนตัว RESET หรือเปนตัว REFRESH หรือแมก ระทวั่ CLOCK หรอื สัญญาณของระบบนัน่ เอง ระบบ BUS แบบ PC BUS นี้มีความกวางของ BUS เปน 4.77 MHz และยังสามารถสงถายขอมูลดว ยความเรว็ สูงสุดที่ 2.38 MB ตอวินาทีVISA BUS ในยุดของ PC AT หรือต้ังแต CPU รุน 980286 เปนตนมาไดมีการเปลี่ยนขนาดของ เสนทางขอมูลจาก 8 BIT เปน 16 BIT ทําให IBM ตองมาทําการออกแบบระบบ BUS ใหมเพ่ือใหสามารถสงผานขอมูลที่ละ 16 BIT ไดแนนอนวา การออกแบบใหมน้ันก็ตองทําใหเกิดความเขากันไดยอนหลังดวย (COMPATBLE) กลาวคือ ตองสามารถใชงานกับ PC บัส ไดดวย เพราะถาหาก

ไมเ ชน นน้ั แลว ก็คงจะขายออกยาก ลองคิดดูวา ถาหากออก PC AT ท่ีใชระบบบัสใหมทั้งหมด และไมเ ขา กนั กับ PC XT ทอ่ี อกมากอ นหนา นน้ั ได เครอ่ื ง PC AT น้นั ๆอนาคตกค็ งขายไมไ ด ปญหาน้ีทาง IBM ทําการแกไขไดดีทีเดียว กลาวคือไดทํา SLOT มาตอเพ่ิมจาก PC BUS เดิมอีก36 PIN โดยที่เพิ่มเสน ทางขอ มูลอีก 8 PIN รวมแลว กจ็ ะเปน 16 PIN สําหรบั สงขอ มลู คร้ังละ 16 BITพอดี และเพ่ิม 4 PIN สําหรับทําหนาที่อางตําแหนงจากหนวยความจํา ซ่ึงก็จะรวมเปน 24 PIN และจะอางไดมากถึง 16 Meg. ซึ่งก็เปนขนาดของหนวยความจําสูงสุดท่ี CPU 80286 นั้นสามารถที่จะอางได แตอ ยา งไรกต็ ามการอา งตําแหนง ของ I/O PORT นัน้ ก็ยงั ถูกกําหนดไวท ่ี 1024 อยดู ี เน่อื งจากปญ หาการเขากนั ไดกบั PC BUS นอกจากน้ี PIN ทเี่ ขามายังชวยเพิม่ การอา งตําแหนง DMA และคา ของ IRQ SLOT แบบใหมนี้เรียกวาเปน SLOT แบบ 16-BIT ซึ่งตอมาก็เรียกกันวาเปน AT BUS แตเราจะรูจักกันในนาม ISA BUS มากกวาโดยคําวา ISA มาจากคําเต็มวา INDUSTRY STANDARDARCHITECTURE รปู แสดงรปู รา งของ ISA BUS แสดงตาํ แหนงของทง้ั 8 BIT และ 16 BIT เราสามารถนํา CARD แบบ 8 BIT มาเสียบลงชอง 16 BIT ได เพราะใชสถาปตยกรรมเหมือนๆกัน จะตา งกันกต็ รงท่ีเพม่ิ มา สาํ หรับ 16 BIT เทาน้ันซ่ึงจะใช (ในกรณีที่ใช CARD 16 BIT)หรือ ไมใ ช (ในกรณีที่ใช CARD 8 BIT) กไ็ ด ระบบบัส แบบ ISA BUS น้ีมีความกวางของ BUS เปน 8 MHz และสามารถสงถายขอมูลดวยความเร็วสูงสุดท่ี 8 MB ตอวินาที ในป 1985 ทาง COMPAG ไดประกาศเปดตัว COMPUTER ของตน ในรุน 286/12 โดย 12 น้ันหมายถึงความเรว็ คอื 12 MHz ซึง่ ขณะนัน้ IBM มีแค 286 ท่ที าํ งานดวยความเรว็ 8 MHz

ในขณะน้ัน ความเร็วจาก 8 MHz ไป 12 MHz นับวาสูงมากๆเลย เพราะเพิ่มขึ้นมาอีก คร้ังหน่ึงเลยทีเดียว (ถาเทียบกับสมัยน้ีก็เหมือนๆกับจาก PENTIUM II 300 ไปเปน PENTIUM II 450นนั่ เอง) ซงึ่ แนน อน BUS ของระบบ กต็ องทาํ งานที่ 12 MHz ตามไปดว ย แลวปญหากเ็ กดิ ขนึ้ ) ISA BUS นั้นเราทราบแลววามันทํางานที่ 8 MHz ถานํามันมาทํางานที่ 12 MHz จะทําใหเกิดปญหาท่ีสําคัญขึ้น เพราะหากวา CPU ทํางานไดเร็วจริง แตไมสามารถใช CPU ไมได ก็แยกการใชนาฬิกา ของระบบบัสออกจาก CPU ไปเลย โดยท่ี CPU และอุปกรณอ่ืนๆ บน MAINBOARD จะทํางานที่ความเร็ว 12 MHz แตที่ตัว BUS เองจะทํางานคงที่ที่ 8 MHz เพราะใชสัญญาณนาฬิกาแยกจากกัน ซงึ่ วิธกี ารนี้กเ็ ปน วธิ ีแกซง่ึ กใ็ ชก ันจวบจนปจ จบุ ันนี้ แตใ นสมัยน้ัน หนวยความจําหลักหรือ RAM จะอยูบน EXPANSION CARD ที่อยูกับ IAS BUSดวยเพราะฉะน้ัน มันก็เลยทํางานดวยความเร็วเพียง 8 MHz เทานั้น และตอๆมาย่ิงมี CPU ขนาด 16MHz หรือ 24 MHz ในยุดของ 386 ดวยแลว RAM กจ็ ะทาํ งานดว ยความเรว็ เพยี งแค 8 MHz เทาน้นั ทาง COMPAQ จึงไดทําการแกไขอีกคร้ัง ซ่ึงในตนป 1987 ทาง COMPAQ ก็ไดวางตลาดCOMPAQ DESKPRO 386 ที่ความเร็ว 16 MHz โดยคราวนี้ก็แยกสัญญาณนาฬิกาของ RAMออกไปดวย ซ่ึงก็เปนตนแบบสําคัญที่ใชกันตอมาในปจจุบันน้ีโดยให ISA BUS ทํางานที่ความเร็วคาหน่ึง RAM อีกคา หนึ่ง และ CPU อกี คาหนง่ึMCA BUS ท้ัง IBM และ COMPAQ น้ันเปนคูแขงทางการคากัน ดังน้ันเร่ืองที่จะให COMPAQ อยูเหนือตนเองสําหรับ IBM นั้นเปนไปไมได ทาง IBM จึงไดออกมาตรฐานระบบบัสของตนใหม เรียกวาMICRO CHANNEL AECHITECTURE หรือ MCA เมือ่ ระบบบัสไดมีการแขงกนั กนั ขน้ึ แนนอน ระบบที่ถูกนํามาเปรียบเทียบ คือ ISA ซึ่งก็มีการจับตามองวาทาง IBM น้ันจะหาแกไขจุดออนของ ISA BUS ของตนอยางไร ซ่ึงวิศวการของทาง IBMนั้นมองในมมุ ท่ีแตกตางจากคนอน่ื ๆ เม่ือ INTEL ไดเปด CPU ของตนรุน 80386 ซ่ึงเปน CPU ขนาด 32 BIT สามารถอางตําแหนงหนวยความจําไดมากถึง 4 GIGABYTE โดยมีความเร็วเร่ิมตนที่ 16 MHz ซ่ึง ISA BUS ดูจะไมเหมาะแลว กับ CPU ระดบั น้ี บรรดาผใู ช PC ตางก็มองกนั วาทางออกท่ดี ี คือควรจะมรี ะบบบสั ใหมท่ีสามารถรองรบั ในจุดน้ไี ด จากการที่วิศวกรของ IBM มองในจุดท่ีแตกตางจากคนอื่นๆ ท่ัวไป เพราะแตเดิมน้ัน IBM จับตลาด MAINFRAME มากอน ทําใหวิศวกร IBM ถนัดกับ MAINFRAME มากกวา ทําใหวิศวกรเหลานั้นมองวา PC ก็ควรจะทํางานแบบหลายๆ TASK พรอมๆกันได (MULTIPLE TASK)ประกอบกบั IBM ตอ งการทีจ่ ะใหภาพพจน MAINFRAME ของตน ดูมีประสิทธิภาพสูงกวา PC จึงไมคอ ยไดเพ่ิมหรอื เปล่ียนแปลงขดี ความสามารถใหกับระบบบสั ใหมใ หเดนกวา เดมิ มากนกั จุดเดน และจุดดว ยของ MCA เรม่ิ จากจุดเดนของ MCA กนั กอ น

- MCA น้ันใชตัวควบคุม BUS ของตัวเองแยกจาก CPU เรียกวา CENTRAL ARBITRATIONPOINT และการสงผานขอมูลทําโดยผานระบบที่เรียกวา BUS MASTER ซึ่งชวยใหการสงผานขอมูลระหวาง CARD ตางๆกับหนวยความจําหลักไดอยางรวดเร็ว และยังชวยในการสงผานขอมูลระหวา ง CARD อกี ดวย - สามารถกําหนดคาตางๆ ท้ัง IRO, DMA, PORT ผานทาง SOFTWARE ได โดยไมตองไปยุงเก่ียวกับ JUMPER หรือ DIRSWITCH บน CARD เลยโดยคาตางๆ สามารถ SET ผานทางPROGRAM เพียงตัวเดยี วกส็ ามารถ SET ไดกับทุกๆ CARD ท่ีใชก บั MCA - สามารถแชร IRQ รวมกันได ซ่ึงนี่เปนปญหาสําคัญเร่ืองหนึ่ง เพราะ IRQ มีจํานวนจํากัด แตก็อยากมี CARD เพิม่ มากๆ IRQ ก็อาจไมเ พียงพอ MCA สามารถแชรก ารใชง าน IRQ รวมกันระหวางCARD อนื่ ๆได - ทํางานที่ 10 MHz สนับสนุนเสนทางขอมูลทั้ง 16 BIT และ 32 BIT ซ่ึงสามารถใหอัตราการสงถายขอมูลไดสูงสุดถึง 20 MEG. ตอวินาที และดวยความกวางของเสนทางตําแหนงของ 32 BIT ก็สามารถอา งตําแหนงบนหนว ยความจาํ ไดถึง 4 GIGABYTE จดุ ดอยของ MCA - ความไมเขากันกับ ISA BUS เพราะ IBM น้ันไดออกแบบ MCA มาใหมท้ังหมด ทําใหไมเขากันกับ ISA เลยแมแตนอย แนนอนระบบบัสแบบ MCA นี้ไดนํามาใชบน IBM PS/2 ของ IBM เองดังนั้นในเครื่อง PS/2 น้ีก็จะไมมี ISA และ CARD ISA ก็ไมสามารถนํามาใชกับ PS/2 ไดนี่เปนปญหาสาํ คัญ - และปญหาท่ีหนักสุดคือ ทาง IBM นั้นไดจดลิขสิทธิ์ในเร่ืองของ MCA เอาไวดวย ดังนั้นผูที่จะผลิต CARD แบบ MCA เพ่ือมาใชก ับ BUS แบบ MCA ของตนก็ตอ งเสียคา ลขิ สิทธิใ์ หด วย (เปน เงนิ5% ของรายไดจากการขาย CARD นั้น) ตอมาภายหลังไดมีการเพิ่มขีดความสามารถเขาไปอีก คือเรื่องของ STREAMING DATA MODE ซ่ึงทําใหใชเสนทางขอมูลไดถึง 64 บิต และสามารถเพ่ิมอัตราการสงผานขอมูลไดถึง 80 M/s และยังไดเพิ่มสัญญาณนาฬิกาไปเปน 20 MHz ซ่ึงจะสามารถทาํ ใหัอัตราสง ถายขอ มูลสูงสดุ ท่ี 160 M/s ดว ยEISA BUS เปนบัสที่สรางขึ้นจากกลุมผูขาย 9 บริษัท นําโดยบริษัท COMPAG สรางขึ้นเพื่อสูกับสถาปตยกรรมไมโครแซนแนลของ IBM EISA น้ันใชพ้ืนฐานหลักมาจาก ISA แตไดเพ่ิมขีดความสามารถบางอยางข้นึ ซ่ึงบางอยางก็พัฒนามาจาก MCA ดวย ซ้ํายังเขากันไดกับ ระบบ ISA รุนเกาดวย และเสียคา ลิขสิทธ์นิ อยกวา ทจี่ ะตองขา ย IBM อกี ดว ย บัส EISA รันที่ 8 MHz แตออกแบบใหกวางกวา 32 บิต หมายความวา แบนดวิดธ ของมันเปน33 MHz ตอวินาที ผานบัสภายใตเง่ือนไขท่ีดีท่ีสุด บัส EISA มีปญหาการแอดเดรส และปญหาหน่ึงท่ีทําใหเลิกพัฒนาอุปกรณไมโครแแซนเนล คือการคอมแพตทิเบิลยอนหลัง คือถาซื้อคอมพิวเตอร

ใหมแบบไมโครแซนเนลจาก IBM เราจะตองซื้อการดอุปกรณพวงตอเปนรุน MCA ท้ังหมด ซ่ึงรวมถึงคอนโทรลเลอรของดิสก การดแสดงผลโมเด็ม และอ่ืนๆในทางตรงกันขาม ขอกําหนดของEISA จะเรียกใชคอนเน็กเตอรท่ียอมรับการด EISA หรือ การด ISA อนุญาตใหมีการเปลี่ยนแปลงอุปกรณบางตัว หรือทั้งหมดของเครื่องเกามาเคร่ืองใหมได สล็อตของ EISA จะทําจากพลาสติกสีนาํ้ ตาล จุดเดนและจุดดอ ย ของ EISA - ใชเ สนทางขอ มูลขนาด 32 BIT ซึ่งทําใหม ีอัตราการสงผานขอ มูลไดถึง 33 Meg ตอ วินาที - อางหนวยความจําไดถึง 4 GIGABYTE - ดึงเอาความสามารถเดนๆ ท้ัง BUS MASTERING,AUTOMATED SETUP และ INTERRUPT SHARINGT จาก MCA และพัฒนามาเปนแบบฉบับของตน ดังนั้นจึงสามารถปรับแตงคาตางๆ ทั้ง IRQ, DMA และ PORT ผานทาง SOFIWARE โดยไมต อ งไปยุง เกย่ี วกบั JUMPER หรือ DIPSWITCH ได - ใชสัญญาณนาฬิกาที่ 8.33 MHz เทานั้น ซึ่งตรงน้ีเองที่เปนจุดดอยของมัน แตที่ตองใชเพียงเทานีก้ เ็ พ่อื คงความเขา กันไดกบั ระบบ ISA แบบเกา - ไมมีการเพิ่ม IRQ และ DMA เพราะใชร ว มกนั ได - เมื่อ IBM เห็นเชนน้ัน จึงไดทําการเพ่ิม FEATURE ใหกับ MCA ซึ่งทําใหอัตราการสงถายขอมูลเพ่ิมไดถึง 160 M/s และทาง WATCHZONE ไดทําการพัฒนา EISA ขึ้นเปน EISA-2 ซ่ึงมีอัตราการสง ถายถึง 132 M/sLOCAL BUS ระบบบัสเหลาน้ีแตเดิมเรียกวา เปน PRIVATE BUS เพราะใชเปนการสวนตัวเฉพาะบริษัทเทานั้น แตตอมาก็เรียกวาเปน LOCAL BUS หรือ BUS เฉพาะท่ี เพราะใชสัญญาณนาฬิกาเดียวกับCPU โดยไมต อ งพึ่งสญั ญาณนาฬิกาพิเศษแยกออกจาก CPU เลย ขอดขี องมันกค็ ือ สามารถใชสัญญาณนาฬกิ าเดยี วกันกับ CPU ในขณะน้ันได ซ่ึงก็มักจะนําไปใชกับหนวยความจาํ หลกั เพือ่ เพ่มิ ประสทิ ธภิ าพโดยรวมของระบบ แตก็มีการดแสดงผลอีกชนิดหน่ึงที่ตองการความไวสูง เชน DISPLAY CARD ซึ่งหากมีการเขาถึงและสงถายขอมูลระหวาง CPU กับDISPLAY CARD ไดเร็วแลว ก็จะชวยลดปญหาเรื่อง REFRESH RATE ต่ํา เพราะ CPU จะตองทําการประมวลผลและนํามาแสดงผลบนจอภาพ ยิ่งหากวามีการใช MODE RESOLUTION ของจอภาพสูงๆ และเปน MODE GRAPHICS ดวยแลว CPU ก็ยิ่งตองการการสงถายขอมูลใหเร็วข้ึนเพอ่ื ภาพทีไ่ ดจ ะไดไมกระตกุ และไมกระพรบิ เนื่องจากระบบ LOCAL BUS นั้น จะชวยในการสงผาน และเขาถึงขอมูลไดเร็ว จึงไดมีบางบรษิ ัท นําเอาระบบ LOCAL BUS มาใชกบั DISPLAY CARD ดว ย ตอมาไดมกี ารกาํ หนดมาตรฐานระบบบัสน้ีขึ้นมา โดยกลุมที่ชื่อ VIDEO ELECTRONIC STANDARDS ASSOCIATION หรือVESA และไดเ รยี กมาตรฐานนน้ั วา VESA LOCAL BUS หรือเรยี กสัน้ ๆวา VL BUS ในป 1992

ระบบ VL BUS นั้น สามารถใชส ญั ญาณนาฬิกาไดสูงถึง 50 MHz ทั้งยังสนับสนุนเสนทางขอมูลทั้ง 32 BIT และ 62 BIT รวมถงึ อา งถึงตําแหนงหนวยความจาํ ไดส ูงถงึ 4 GIGABYTE อีกดวย แตอยางไรก็ตาม VL BUS ก็ไมเชิงวาเปนสถาปตยกรรมที่ดีนัก เพราะไมมีเอกลักษณ หรือคุณสมบัติพิเศษนอกเหนือไปจาก ISA มากนัก เพราะมันเหนือกับเพิ่มขีดความสามารถใหกับ ISAมากกวาที่จําเปนพัฒนาความสามารถใหกับ ISA เน่ืองจากมันก็ยังคงให CPU เปนตัวควบคุมการทํางานใช BUS MASTERING ไมได และยงั ไมส ามารถปรบั แตงคา ตา งๆผานทาง SOFTWARE ไดVL BUS โลคอลบัสแบบ VESA ออกแบบโดยกลุมที่ช่ือ VIDEO ELECTRONIC STANDARDSASSOCIATION หรือ VESA เปนการรวมมอื ของผูขายผลติ ภณั ฑ การแสดงผลและบริษัทท่ีเก่ียงกับดานกราฟประมาณ 120 แหง ลักษณะคอนเน็กเตอรเสียบของการดอุปกรณพวงตอแบบวีแอลบัสควรจําไววา คอนเน็กเตอรเสียบแบบมาตรฐาน ISA 16 บิต อยูดานขวาและมีคอนเน็กเตอรเพ่ิมแบบโลคอลบัสดานซาย ขอสําคัญที่ตองจําไววา การเพ่ิมสลอต โลคอลบัส เพียง 1 หรือ 2 สลอตใหกับระบบ ไมจําเปนวาจะสามารถปรับปรุงการทํางานของระบบไดจนไมนาเช่ือมันจะปรับปรุงการทํางานแตกับเพียงสวนประกอบท่ีออกมาโดยเฉพาะเทาน้ัน เชน เสียบการดแสดงผลท่ีไมใชการดเรงความเร็วในสลอต โลคอลบัส อาจมีผลทําใหการทํางานชาลงมากกวาเสียบการดเรงความเร็ววิโตรสล งในบัส ISA การออกแบบ VL BUS จะเรียกใชคอนเน็กเตอรที่เพ่ิมจากคอนเน็กเตอรของ EISA หรือ ISAความจริงผูขายสวนใหญที่ใสสลอต VL BUS ในเคร่ืองพีซีจะวางอยูขางๆ สลอต ISA หรือ EISAบนบอรดแม ลองใหรันท่ีความเร็วซีพียู และลองรับขอมูลแบบ 32 บิต ได VL BUS มีแบนดวิดธสงู สุด 133 เมกะไบตตอ วนิ าทลี ักษณะของ VL BUS ไมใชบ ัสท่อี อกแบบมาทดแทน ISA เหมอื นกบัที่ EISA และ MCA ไดพยายามมากอนและประสบความลมเหลว หากแตเปนบัสสวนขยายท่ีผูผลิตเพ่ิมเขาไปบนแผงวงจรหลักของรุนใหมๆ จะมีสลอตของ VL BUS ท่ีตอย่ืนออกมาจากสลอตเดิมของ ISA ซงึ่ อาจมีตง้ั แต 1-3 สลอ ต ตามแตล ะบรษิ ัทจะเปนผูผ ลติ ความเร็วในการถายโอนขอมูลใน VL BUS ไมไดกําหนดใหมีคาตายตัวเหมือนกับบัสแบบ ISAหรอื EISA หากแตม ีความเร็วตามความเรว็ ของซีพียูโดยตรง ขอจํากดั ของ VL BUS วีแอลบัสมีขอจํากัดสําคัญประการหนึ่งคือ จํานวนการดแอลบัส ท่ีจะเสียบใชงานไดจะขึ้นอยูกับความเร็วของซีพียูท่ีกําหนดของ VESA แลวผูใชสามารถเสียบการดเม่ือใชซีพียู 486 ที่ความเร็ว33MHz และตองลดกาํ หนดการดลงไป เม่ือใชซพี ียูท่มี ีความเรว็ สูงขน้ึ ท้งั น้เี พอื่ ความเพยี้ นของสัญญาณท่ีอาจเกิดขึ้นจนเกิดคาท่ียอมรับได และจะสงผลใหไมสามารถใชงานระบบ ยกเวนในกรณีที่แผงวงจรหลักไดร บั การออกแบบใหมีบัฟเฟอรสําหรับเก็บพักขอมูลอยูก็อาจเพิ่มการดไดมากขึ้นใช

กับซีพียูท่ีมีความเร็วสูงๆ แตทวาการใชกับบัฟเฟอรก็อาจมีขอเสียเน่ืองจากจะเปนตัวถวงความเร็วของซพี ียู จากการท่ีตอ งเพ่มิ สถานะการอคอย ซงึ่ ยอมสงผลใหสมรรถนะการทาํ งานลดลง ขอจํากัดของวีแอลบัส แนะนําวาไมควรติดตั้งการดเกินกวา 1 การด เมื่อใชซีพียูท่ีมีความเร็ว 40MHz และไมควรใชการดวีแอลบัส กับซีพียูที่มีความเร็ว 50 MHz เพราะการออกแบบ วีแอลบัสไมสามารถรบั อุปกรณทพ่ี วงตอ ใหเทา กับความเร็วของซีพียูท่เี กินกวา 40 MHz ได แผงวงจรหลักที่จําหนายในเมืองไทย โดยสวนใหญจะมีสลอตสําหรับ วีแอลบัสเพียง 2 สลอตซึ่งมักจะไมเปนปญหาสําหรับการใชงาน และโดยเฉพาะอยางยิ่ง การดแบบวีแอลบัสที่มีจําหนายโดยทัว่ ไปคอ นขา งจาํ กดั อยเู พียงการดจอภาพและการด ควบคุมดสิ กเทานั้นPCI BUS ระบบ PCI หรือ PERIPHERAL COMPONENT INTERCONNECT ก็เปน LOCAL BUS อีกแบบหนงึ่ ท่พี ัฒนาขน้ึ โดย INTEL โดยทแ่ี ยกการควบคมุ ของระบบบัส กบั CPU ออกจากกนั และสงขอมูลผานกันทางวงจรเช่ือมซึ่งจะมี CHIPSET ที่คอยควบคุมการทํางานของระบบบัสตางหาก โดยท่ี CHIPSET ที่ควบคุมน้ีจะเปนลักษณะ PROCESSOR INDEPENDENT คือไมขึ้นกับตัวPROCESSOR ตอมาเม่ือ INTEL เปดตัว CPU ใน GENERATION ท่ี 5 ของตน INTEL PENTIUM ซ่ึงเปนCPU ขนาด 64 BIT ทาง INTEL ไดทําการกําหนดมาตรฐาน ของ PCI เสียใหมเปน PCI 2.0 ซึ่ง PCI2.0 น้ีก็จะมีความกวางของเสนทางขอมูลถึง 64 BIT ซึ่งหากใชกับ CARD 64 BIT แลวก็จะสามารถใหอัตราเร็วในการสงผา นทสี่ ูงสุดถึง 266 M/s จดุ เดนของ PCI ที่เห็นไดชัดนอกเหนือไปจากท่ีกลาวขางตนก็ยังมีเรื่องของ BUS MASTERINGซ่ึง PCI นั้นก็สามารถทําไดเชนกันกับ EISA และ MCA แลว CHIPSET ท่ีใชเปนตัวควบคุมการทํางาน ก็ยังสนับสนุนระบบ ISA และ EISA อีกดวย ซ่ึงก็ทําใหสามารถผลิต MAINBOARD ที่มีทั้งSLOT ISA, EISA และ PCI รวมกนั ได นอกจากนั้นยังสนบั สนนุ ระบบ PLUG-AND-PLAY อีกดว ย รูปแสดงรูปรา ง ของ PCI BUS สวน SLOT สีดําดา นลา ง ก็คอื SLOT ISA

AGP ในกลางป 1996 เม่ือ INTEL ไดทําการเปดตัว INTEL PENTIUM II ซ่ึงพรอมกันนั้นก็ไดทําการเปดตัวสถาปตยกรรมท่ีชวยเพ่ิมประสิทธิภาพของหนวยแสดงผลดวย นั่นก็คือ ACCELERATEDGRAPHICS PORT หรอื AGP ซึง่ กไ็ ดเปดตัว CHIPSET ท่สี นับสนุนการทาํ งานนี้ดวย คือ 440LX AGP นั้นจะมีการเชื่อมตอกับ CHIPSET ของระบบแบบ POINT-TO-POINT ซ่ึงจะชวยใหการสงผานขอมูลระหวาง CARD AGP กับ CHIPSET ของระบบไดเร็วขึ้น และยังมีเสนทางเฉพาะสําหรับติดตอกับหนวยความจําหลักของระบบ เพ่ือใชทําการ RENDER ภาพแบบ 3D ไดอยางรวดเรว็ อกี ดว ย จากเดิม CARD แสดงผลแบบ PCI นั้นจะมีปญหาเร่ืองของหนวยความจําเปน CARD เพราะเม่ือตองการใชงานดานการ RENDER ภาพ 3 มิติ ท่ีมีขนาดใหญมากๆ ก็จําเปนตองกมีการใชหนวยความจําบน CARD นั้นมากๆเพื่อรองรับขนาดของพื้นผิว ท่ีเปนองคประกอบสําคัญของงานRENDER แนนอนเม่ือหนวยความจํามากๆ ราคาก็ยิ่งแพง ดังนั้นทาง INTEL จึงไดทําการคิดคันสถาปต ยกรรมใหมเ พ่อื งานดาน GRAPHICS น้ีโดยเฉพาะ AGP จงึ ไดถ ือกาํ เนดิ ขึ้นมา AGP น้ันจะมี MODE ในการ RENDER อยู 2 แบบ คือ LOCAL TEXTURING และ AGPTEXTURING โดยใช LOCAL TEXTURING นั้นจะทําการ COPY หนว ยความจาํ ของระบบไปเก็บไวที่เฟรมบัฟเฟอรของ CARD จากนั้นจะทําการประมวลผลโดยดึงขอมูลจากเฟรมบัฟเฟอรบนCARD นั้นอีกที ซ่ึงวิธีการนี้ก็เปนวิธีที่ใชบนระบบ PCI ดวย วิธีการน้ีจะเพ่ิมขนาดของหนว ยความจําเปน CARD มาก AGP TEXTURING น้ันเปนเทคนิคใหมท่ีชวยลดขนาดของหนวยความจํา หรือเฟรมบัฟเฟอรบน DISPLAY CARD ลงไดมาก เพราะสามารถทการใชงานหนวยความจําของระบบใหเปนเฟรมบัฟเฟอรไ ดเลย โดยไมตองดึงขอ มลู มาพกั ไวท เ่ี ฟรมบัฟเฟอรข อง CARD กอ น แสดงระบบบสั ของ AGP ท่ีมีจดุ เดน ทเี่ หนอื กวา PCI ตรง PORT พิเศษของ AGP

โดยปกติแลว AGP จะทํางานที่ความเร็ว 66 MHz ซึ่งแมวาระบบจะใช FSB เปน 100 MHz แตมันก็ยังคงทํางานที่ความเร็ว 66 MHz ซ่ึงใน MODE ปกติของมันก็จะมีความสามารถแทบจะเหมือนกับ PCI แบบ 66 MHz เลยโดยจะมีอัตราการสงขอมูลที่สูงถึง 266 M/s และนอกจากน้ียังสามารถทํางานไดท้ังขอบขาข้ึนและขอบขาลงของ 66 MHz จึงเทากับวามันทํางานที่ 133 MHz ซ่ึงจะชวยเพิ่มอัตราการสงถายขอมูลข้ึนไดสูงถึง 532 M/s ซึ่งเรียก MODE นี้วา MODE 2X และMODE ปกติวา MODE 1X สําหรับความเร็วในการสงถายขอมูลนั้น ก็ขึ้นกับชนิดของหนวยความจําหลักดวย ถาหนวยความจาํ หลักเปนชนดิ ท่เี ร็วก็จะยง่ิ ชวยเพม่ิ อัตราเร็วในการสง ถา ยมากขน้ึ ดังนี้ - EDO RAM หรอื SD RAM PC 66 ได 528 M/s - SD RAM PC 100 ได 800 M/s - DR RAM ได 1.4 G/s อีกสาเหตหุ น่งึ ทีท่ ําใหระบบบสั แบบ AGP ทําไดดีกวา PCI ก็เพราะเปน SLOT แบบเอกเทศไมตอ งไปใช BANDWIDTH รวมกบั ใคร