외부 버스의 종류와 정의

외부 버스의 종류와 정의에 관하여

외부 버스의 종류와 정의에 관하여 설명해 보도록 하겠습니다. 컴퓨터 시스템의 각 구성 장치들을 연결하여 다양한 정보들을 전송하는 공유 전송매체를 바로 시스템 버스라고 합니다. 이러한 시스템 버스의 분류는 버스의 위치에 따라서 내부 버스와 외부 버스로 구분됩니다. 여기서 내부 버스란 그 시스템 내 또는 장치 내에 밀폐되어 있는 버스입니다. 기억, 연산, 제어 기능을 실현하기 위해서 컴퓨터 시스템 내의 칩들 사이에 신호를 전달합니다. 외부 버스는 내부 버스를 경유하여 중앙처리장치와 이들 상호 간을 연결하는 버스입니다. 다음으로 오늘 알아볼 외부 버스는 내부 버스와는 달리 공개되어 있는 경우가 많습니다. 표준화되어 있는 외부 버스의 종류로는 VME 버스, 멀티 버스, ISA 버스, EISA 버스, VESA 로컬 버스, PCI 버스, GPIB 버스 등이 있습니다. 지금부터 각 외부 버스의 정의에 대해서 살펴보겠습니다. 먼저 VME 버스는 컴퓨터 버스의 표준입니다. 미국의 모토로라, 프랑스의 톰슨 등이 개발한 32비트 버스와 64비트 버스의 규격이며 모토로라가 자사의 마이크로프로세서를 탑재한 소형 컴퓨터의 시스템 버스로 개발해 1979년에 공표한 VERSA 버스의 유로 카드 버전으로 1981에 제안됐습니다. 이후 1986년과 1987년에 국제전기전자표준위원회와 미국전기전자학회가 각각 IEC821과 IEEE1014로 표준화하여 국제 표준이 됐습니다. 이후 전 세계 300개 이상의 제조업체가 이 버스를 표준 버스로 채용해 다양한 기종의 고성능 워크스테이션 등을 생산해 산업, 업무, 군사 등의 분야에서 널리 사용되고 있습니다. 다음으로 멀티 버스입니다. 오늘날 대부분의 시스템은 중앙처리장치에 기반을 두고 있으며 내부의 시스템 버스 구조를 통해 기억장치나 입출력장치를 제어하면서 통신합니다. 버스에 연결된 소자는 멀티플렉서를 통해 다른 소자와 데이터를 주고받습니다. 이때 데이터를 보내는 소자를 소스라고 말하며 받는 소자를 억셉터라고 말합니다. 특히 어느 한순간에는 하나의 소스만 동작합니다. 이러한 멀티 버스는 인텔에서 개발한 범용 버스 시스템으로 현재 산업용으로 많이 사용되고 있습니다. 중앙처리장치의 소자나 모듈을 유연성 있게 인터페이스를 시키며, 여러 개의 프로세서가 동시에 버스에 연결되어 작업을 각각 수행하는 다중처리가 가능하다는 장점이 있습니다. 또한 멀티 시스템에서 모듈은 마스터나 슬레이브로 동작합니다. 여기서 마스터는 버스 사용권을 얻어 데이터를 전송하지만 슬레이브는 스스로 버스를 제어하거나 데이터를 전송할 수 있습니다. 추가로 멀티 버스는 16개의 양방향 데이터 선과 20개의 주소선, 8개의 인터럽트 선, 다수의 제어 선, 명령어 선, 전원부 등 86개의 라인으로 구성되어 있습니다. 다음으로 ISA 버스입니다. ISA 버스는 중앙처리장치와 각종 주변장치를 연결하여 정보를 전달합니다. 16비트 버스 구조이고 실제 속도가 초당 2m로 느린 편이지만 저가형으로 널리 사용되었으며 현재는 PCI 버스로 대체되고 있습니다. 다음은 EISA 버스입니다. EISA 버스는 16비트 ISA 버스를 32비트로 확장한 버스입니다. ISA 버스에 비해서 높은 주파수와 전송 속도가 빠르다는 장점을 가지고 있지만 가격이 비싸다는 이유로 널리 사용되진 않았습니다. 다음은 VESA 로컬 버스입니다. VESA 로컬 버스는 비디오 일렉트로닉스 표준협회에서 표준화한 로컬 버스 규격이며 버스 제어기를 통하지 않고 직접 중앙처리장치와 데이터를 송수신하는 방식으로 높도를 높였다는 특징이 있습니다. 이러한 VESA 로컬 버스는 32비트와 64비트로 나누어집니다. 다음으로 PCI 버스는 중앙처리장치와 주변장치를 연결하는 외부 버스들의 후속으로 개발된 로컬 버스입니다. 주소를 전달하는 신호와 데이터를 전달하는 신호를 시분할 다중화하여 하나의 선을 가지고 전송하기 때문에 신호선 수가 적다는 것이 특징입니다. 특히 32비트, 64비트로 사용이 가능하며 중앙처리장치의 종류가 달라도 중앙처리장치와 버스 사이에 브리지 회로를 갖추고 있다면 사용이 가능합니다. 또한 중앙처리장치와 독자적으로 작업을 처리할 수 있어서 전송 속도가 다른 주변 장치에 접속해도 동영상 등의 멀티미디어 데이터를 우선하여 처리할 수 있습니다. 마지막으로 GPIB 버스입니다. GPIB 버스는 다양한 디지털 장치 사이에서 질서 정연하게 병렬 데이터를 전송하고 제어할 수 있는 외부 버스 시스템입니다. 특히 테스트 및 측정 장치를 컴퓨터와 연결하여 자동 테스트 시스템을 만든다는 특징이 있습니다. 이러한 시스템 버스를 쉽게 설명하자면 컴퓨터 메인보드를 도시라고 가정했을 때 그 도시 안에 있는 각 건물로 이동할 수 있도록 해주는 도로라고 생각하시면 됩니다. 이때 도로 폭이 좁으면 그 도로는 교통 체증이 생기게 되고 반대로 그 도로가 넓으면 원활히 차량이 이동할 수 있기 때문에 교통 체증이 생기지 않게 됩니다. 컴퓨터도 끊임없이 데이터를 주고받고 있기 때문에 도로의 너비에 따라서 이 데이터가 느리거나 빠르게 이동합니다. 이러한 도로의 종류를 바로 버스의 종류라고 생각하시면 됩니다. 오늘날 여러분들의 컴퓨터 본체에 있는 메인보드에서 흔히 볼 수 있는 외부 버스로는 램 메모리를 장착하는 PCI 버스와 그래픽카드를 장착하는 GPIB 버스라고 볼 수 있습니다. 지금까지 외부 버스의 종류와 정의에 관하여 알아봤습니다.