Tietokonesignaalien

Tietokonesignaalit ovat sähköisiä, optisia tai radiopohjaisia signaaleja, joita tietokoneissa käytetään tiedon, osoitteiden ja ohjauksen välittämiseen eri laitteiden välillä sekä laitteiden sisäisessä logiikassa. Nykyään suurin osa signaaleista on digitaalisia, jolloin tilat esitetään binäärisinä arvoina 0 ja 1. Digitaaliset signaalit mahdollistavat nopean ja luotettavan tiedonsiirron sekä ohjauksen.

Fyysisesti signaalit ilmenevät jännite- tai valosignaalina riippuen käytetystä väylästä. Digitaaliset jännitetasot voivat olla TTL- tai CMOS-tyyppisiä, esimerkiksi 0–0,8 V tai 2–5 V riippuen tekniikasta, sekä 1,8–3,3 V:iin. Signaalit kulkevat piiriliitännöissä: johtimilla, kaapeleilla tai optisissa linkeissä. Erilaiset väylät määrittelevät impedanssin, kantaman ja signaalin luotettavuusvaatimukset.

Databussit välittävät varsinaisen tiedon, osoitebussit muistipaikkojen osoitteet ja ohjausbussit hallintakäskyjä sekä tilatietoja. Kellon signaali synkronoi tapahtumia komponenttien välillä; joissakin järjestelmissä on yksi yhteinen kello, toisissa käytetään useita kellayksiköitä tai asynkronista viestintää.

Signaalien koodauksella ja protokollilla tarkoitetaan, miten data esitetään ja miten laitteet sen tulkitsevat. Yleisimmät koodausmenetelmät ovat NRZ, NRZI ja Manchester-koodaus; tietyissä järjestelmissä käytetään erityiskoodeja kuten 8b/10b tai 128b/130b. Eri rajapinnat ja standardit, kuten PCI Express, USB, SATA ja HDMI, määrittelevät sekä fyysisen tason että tiedonsiirtoprotokollat. Signaalien laatu ja häiriönsietokyky ovat tärkeitä suunnitteluperiaatteita, sillä kohina tai virheet voivat heikentää suorituskykyä ja luotettavuutta.