[250605] 시스템 버스란?

📌 시스템 버스(System Bus)란?

1. 개념 정의

 

• 컴퓨터 내부 구성 요소(예: CPU, 메모리, I/O 장치) 간에 데이터를 전달하기 위한 공통 통신 경로.
• 마이크로프로세서 기반 컴퓨터 시스템의 핵심적인 구성 요소.
• 중앙처리장치(CPU), 주기억장치(Main Memory), 입출력장치(I/O Device)를 상호 연결하는 역할 수행.

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2. 구성 요소

 

시스템 버스는 일반적으로 다음 세 가지로 구성됨:

버스 종류	설명
데이터 버스(Data Bus)	실제 데이터를 전달하는 버스.양방향으로 동작함(CPU ↔ 메모리/I/O).비트 수는 시스템의 데이터 처리 크기(예: 32비트, 64비트)에 따라 결정됨.
주소 버스(Address Bus)	데이터를 주고받을 때 어디에서/어디로 데이터를 보낼지를 지정.일방향(CPU → 메모리/I/O)이며, 비트 수는 주소 지정 가능한 최대 메모리 크기에 영향을 줌.
제어 버스(Control Bus)	읽기/쓰기, 인터럽트, 클럭 등 제어 신호를 전달.양방향 혹은 일방향 신호 포함됨.

 

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3. 주요 특징

 

• 공유 자원: 모든 장치들이 동일한 버스를 공유하므로 병목 현상 발생 가능.
• 동기/비동기 동작: 버스 신호 전달은 클럭에 따라 동기될 수도 있고, 장치에 따라 비동기적으로도 처리 가능.
• 버스 아키텍처의 예: Von Neumann, Harvard 구조에서 시스템 버스의 역할은 다르게 적용됨.
  • Von Neumann: 데이터/명령어가 같은 버스를 공유
  • Harvard: 데이터/명령어가 분리된 버스 사용

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4. 시스템 버스의 확장 형태

 

• 프론트 사이드 버스(FSB): CPU와 메모리 컨트롤러 사이의 버스
• 백 사이드 버스(BSB): CPU와 캐시 간의 고속 버스
• PCI/PCIe (Peripheral Component Interconnect): 고속 I/O 장치 연결을 위한 버스 표준

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5. 시스템 버스의 단점

 

• 속도 제한: 모든 장치가 하나의 버스를 공유하므로 속도 병목 발생 가능
• 확장성 문제: 장치가 많아질수록 복잡도 및 충돌 가능성 증가

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6. 요약

 

• 시스템 버스는 CPU, 메모리, I/O 장치를 연결하는 통신 경로로, 데이터 버스, 주소 버스, 제어 버스로 구성된다.
• 컴퓨터의 동작 효율에 큰 영향을 미치며, 설계 시 병목 현상 방지와 확장성 고려가 중요하다.