高岡智則
年齢：33歳 性別：男性 職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当） 居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション 出身地：神奈川県川崎市 身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる） 血液型：A型 誕生日：1992年11月20日 最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒 通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分） 家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹 恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）
バスアドレスとは？基本を学ぼう
バスアドレスとは、情報をやりとりする時の住所のようなものです。パソコンの部品やセンサー、集積回路などをつなぐデータの道を使って通信するとき、どの機器がどのデータを受け取るのかを識別するための番号がバスアドレスです。
バスアドレスはデータの送信先を指し示すもので、同じバス上で重複しない一意の番号であることが大切です。規格によって表現の仕方が少しずつ違いますが基本は同じ考えです。
どんな場面で使われる？
代表的な例として I2C バスや CAN バス、PCI バスなどがあります。I2C では 7ビット のバスアドレスを使い、デバイスごとに番号を割り当てます。CAN バスでは ID のように振る舞い、どの機器に送るかを決める役割を担います。PCI バスでも機器を特定するためのアドレス的な番号が使われます。
実例と表で学ぶ
| 規格 | バスアドレスの役割 |
|---|---|
| I2C | 7ビットまたは10ビット形式のアドレスを使い、デバイスを識別します。例として 0x50 などが挙げられます。 |
| PCI Express | 機器を特定するためのアドレスの考え方が使われます。実装は複雑ですが基本は同じ原理です。 |
覚え方のコツ
バスアドレスを覚えるコツは 現実の住所のように覚えることです。覚えやすいポイントをまとめると次のとおりです。
注意点
バスアドレスは重複してはいけません。複数のデバイスを同じアドレスで接続すると通信が混乱します。自動割り当てがある場合でも 衝突を避けるための管理が必要です。また規格ごとに表現方法が異なるので、使う規格の仕様書をよく読みましょう。
まとめ
本記事では バスアドレスとは何か、どのように使われるか、具体例を通して基礎を解説しました。バスアドレスは機器を宛先として識別するための「住所」のようなもので、通信の正確性を担保する重要な要素です。 I2C や PCI などの代表的な規格の特徴を覚え、表や例を通して理解を深めると良いでしょう。
バスアドレスの同意語
- デバイスアドレス
- バス上の特定デバイスを指すアドレス。デバイスを識別してアクセスするために用いられるアドレスの一種です。
- バス識別子
- バス上のデバイスやバス自体を特定するための識別子。機器を区別するIDとして使われます。
- バス番地
- バス上のアドレスを番地表現で表したもの。歴史的な表現や一部の文献で使われることがあります。
- バスID
- バスを識別するための一意のID。デバイスやバス自体のIDとして用いられます。
- バス上のアドレス
- バスに割り当てられたアドレスそのもの。読み方や書き方の表現の一つです。
- デバイスアドレス空間
- バス上で利用可能な全アドレス空間の総称。どの位置が割り当て可能かを示す概念です。
- I/Oアドレス
- 入出力操作に使われるアドレス。バスを介してデバイスへアクセスする際に用いられることが多いです。
- IO番地
- I/Oアドレスの別称。特に古い文献や日本語表現で使われることがあります。
- バスアドレス空間
- バス上で利用可能なアドレスの集合。実際にはアドレス空間の一部として扱われます。
バスアドレスの対義語・反対語
- データバス
- データを伝送する役割を持つバスです。アドレス情報を運ぶアドレスバスの対となり、実データの流れを担います。
- 制御バス
- システムの動作を指示・同期する信号を伝えるバスです。アドレスバスがアドレス情報を運ぶ役割に対して、制御バスは動作命令や同期信号を運びます。
バスアドレスの共起語
- アドレスバス
- CPUとメモリ・周辺機器の間をつなぐ信号線の集まり。このバスのビット数が、参照できるアドレス空間の範囲を決めます。
- アドレス空間
- システムが扱える住所の総範囲。例として、32ビットなら0x00000000〜0xFFFFFFFFの約4ギガバイトを表します。
- 物理アドレス
- 実際のメモリチップ上の物理的な位置を示す住所。MMUなしでそのまま使われることは稀で、通常は仮想アドレスから変換されます。
- 仮想アドレス
- ソフトウェアが直接見る論理的な住所。OSとMMUが対応する物理アドレスへ変換します。
- アドレスデコーダ
- 受け取ったアドレス信号を解析し、どのメモリブロックやデバイスを選択するかを決定する回路や機構。
- MMU（メモリ管理ユニット）
- 仮想アドレスと物理アドレスの変換・保護機能を担うハードウェア。OSと連携してメモリを管理します。
- ページテーブル
- 仮想アドレスと物理アドレスの対応表をOSが管理するデータ構造。ページ単位で管理します。
- ページング
- 仮想メモリを一定サイズのページに分割し、ページテーブルで実アドレスへ結び付ける仕組み。
- TLB（Translation Lookaside Buffer）
- アドレス変換結果を高速に提供するキャッシュ。MMUの性能を大きく左右します。
- アドレッシング
- データやオペランドの参照方法全般を指す用語。アドレス指定の総称です。
- アドレッシングモード
- CPUがアドレスを計算・取得する具体的な方法（直接、間接、相対、インデックス等）を指します。
- メモリマップドI/O
- I/Oデバイスをメモリ空間の一部として扱い、同じアドレス空間からデバイスを操作する方式。
- I/Oポート
- 別個のI/Oアドレス空間を用いてデバイスと通信する仕組み。代表的にはIn/Out命令など。
- デバイスアドレス
- 各周辺機器に割り当てられた個別のアドレス。デバイス選択の基準となります。
- バス幅
- 信号線のビット長。アドレスバスの幅は扱えるアドレス空間の規模を、データバスの幅は同時に転送できるデータ量を決定します。
バスアドレスの関連用語
- バスアドレス
- バス上でデバイスを識別するためのアドレス。CPUや周辺機器が通信相手を特定する際に用いる。
- アドレスバス
- アドレス信号を伝えるための信号線の集合。幅が大きいほど表現できるアドレス範囲が広くなる。
- アドレス空間
- 利用可能なアドレスの総領域。32bitなら約4ギガバイト、64bitならはるかに大きな空間になることが多い。
- 論理アドレス
- ソフトウェアが参照するアドレス。仮想メモリ環境では物理アドレスへ変換されることが多い。
- 物理アドレス
- 実際の物理メモリの位置を指すアドレス。仮想アドレスはMMUで物理アドレスに変換される。
- 仮想アドレス空間
- 仮想メモリを使う場合のアドレス領域。実データは物理メモリ上の場所に対応づけられる。
- MMU（メモリ管理ユニット）
- 仮想アドレスと物理アドレスの変換とアクセス保護を担当する装置。
- IOMMU（I/O メモリ管理ユニット）
- I/Oデバイスが使うアドレス空間の変換と保護を担当する機構。
- メモリマップドI/O
- デバイスのレジスタをメモリ空間の一部として割り当て、同じアドレス空間から読み書きする方式。
- I/Oポート
- I/O専用のアドレス空間を使う方式。x86系などで用いられることが多い。
- アドレスデコード
- 受信したアドレスがどのデバイス領域に属するかを判断する処理。
- アドレスデコーダ／デコード回路
- アドレスデコードを実現するハードウェア。
- バス幅（アドレスバス幅）
- アドレスを表現できるビット数。幅が広いほど大きなアドレス空間を扱える。
- アドレス空間の分割
- デバイス領域とメモリ領域など、アドレス空間を用途別に割り当てる設計。
- アドレス指定モード
- CPUの命令がアドレスをどのように生成・参照するかの方式（直指定、間接、相対等）。
- バスプロトコル
- バス上の通信ルール。要求・応答・タイミング・データ転送などを定義する。
- バスアービター（arbiter）
- 複数デバイスが同じバスを使う場合、使用権を決定する制御機構。
- DMA（Direct Memory Access）
- 周辺機器がCPUを介さず直接メモリへデータ転送を行う機能・機構。
- アドレスマッピング
- アドレス空間の割り当て方。どのデバイスがどのアドレスを使うかを決定する設計。
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