Tugikiibistik on täiendav integraalskeemide komplekt, mis seob omavahel erinevad arvuti riistvarakomponendid ja sisaldab vajalikud kontrollerid erinevate sisend-väljundseadmete ühendamiseks nii arvuti sees kasutades siine ja porte kui ka arvutist väljaspool kasutades arvutikorpusele väljatoodud porte.

Andmete transportimiseks ühest kohast teise kasutatakse füüsilisi meediumeid ehk siine: mööda andmesiini liiguvad andmed, aadressisiinil olev info näitab kuhu andmed liiguvad ja juhtsiini seisuga määratakse mis suunaliselt ja mille vahel andmed parajasti liiguvad. Siinil liikuvate elektrisignaalide jada ehk protokoll võimaldab hallata seadmete vahelist suhtlust. Kui siin on jagatud mitmete võrdsete seadmete vahel on vaja kasutada siini arbitreerimist, millega antakse ühele seadmele korraga õigus siini hallata. Tsentraliseeritud arbitreerimise puhul on arbitreerimiseks eraldi riistvara. Detsentraliseeritud arbitreerimise korral peavad seadmed ise suutma otsustama, kes siini kasutab.

Seadmete ühendamine arvutiga saab toimuda kas arvuti sees olevate siinide või portide kaudu või arvutist väljatoodud portide abil. Põhiline siin riistvarakomponentide ühendamiseks arvutis on tänapäeval PCI Express ehk PCIe. PCIe siin on järglaseks PCI siinile aga erinevalt viimase paralleelsest lähenemisest on PCIe järjestiksiin, mille ühe ühenduse (lane) moodustab traatide paar, millest üks mõeldud andmete saatmiseks ja teine vastuvõtmiseks. PCIe võimaldab häid kiirusomadusi, kuna ei pea jagama siini teistega ning võimalik on kombineerida mitu ühendust tööle samaaegselt. Kasutab punktist punktini topoloogiat seadmete vahel ja kahe seadme vahel võib ühendus koosneda mitmest traatide paarist, millega saab vastavate seadmetevahelise ühenduse soovitud andmevahetusekiirusele vastavalt konfigureerida. Näiteks võrgukaardi jaoks kasutatakse PCIe x1 siinipesa aga graafikakaardi jaoks on kasutusel PCIe x16 siini pesa. Eelkäija PCI siin vajas riistvaralist arbitreerimist, millega jagati seadmetele õigust siini kasutada, kuna siin oli jagatud erinevate seadmete vahel ja korraga sai sai siinil olla ainult üks juhtiv seade. Ehituselt on PCIesiin soodsam, kuna vajab vähem komponente. PCIe toetab uuemaid tehnoloogiaid (kuumvahetatavus, võimsusäästurežiimid, QoS (Quality of Service), jne). PCIe siini eri versioonide jõudlusnäitajad on toodud allpool tabelis.

Võrdluseks on 32 bitise ja 33MHz PCI siini andmevahetuse kiirus 133MB/s, mis on ligi 2x aeglasem andmevahetuse kiirus ühes suunas ja lisaks on PCIe kahesuunaline.
Lisainfo PCI ja PCIe spetsifikatsiooni ja arhitektuuri kohta:http://www.pcisig.com/news_room/faqs/

SATA (Serial Advanced Technology Attachment) liides on massmäluseadmete ühendamiseks. SATA eelisteks tema eelkäija PATA (Parallel Advanced Technology Attachment) ees on kõrgem andmevahetuskiirus (kuni 6Gbps), parem häirekindlus, kuumvahetatavus, odavam kaabel. Viimase SATA versiooni 3.0 andmevahetuse kiirus on kuni 6Gbps.
Perifeeriaseadmete ühendamiseks on arvutikorpusest välja toodud pordid.

Joonis 1‑11. Arvuti tagapaneeli pordid (Allikas: Intel DQ57TM emaplaadi installatsioonijuhend)

Erinevad pordid, mida võib leida kaasaegsetest arvutitest on:

• USB (Universal Serial Bus). Toetab seadmete kuumvahetatavust. Tähtühenduses saab lisada kuni 127 seadet läbi jaoturite. Andmevahetuse kiirused on USB seadmetel pidevalt kasvanud ja on vastavalt USB 1.1 sedmetel 12 Mbps, USB 2.0 seadmetel 480Mbps, USB 3.0 seadmetel 4.8Gbps. Viimase USB 3.0 versiooni pistikute/pesade disainis on täiendavad kontaktid, mis annavad juurde jõudlust aga samas on tagatud ka ühilduvus vanemate seadmetega. Info: http://www.usb.org/
• Firewire ehk IEEE 1394 liides on Apple loodud ja toetab kuni 63 kuumvahetatavat seadet. Erinevad standardi versioonid 1394a kiirusega 400Mbps ja 1394b 800Mbps
• eSATA (external Serial Advanced Technology Attachment)- väline SATA liides kõvaketta ühendamiseks. Reeglina on vaja eraldi toiteallikat massmäluseadmele voolu jagamiseks.
• Helipordid (analoogsed või digitaalsed) mõeldud kasutamiseks mikrofoni, kõlarite ühendamiseks
• Monitori pordid:

- DVI-I -mõeldud nii analoog-, kui digitaalse monitori ühendamiseks

- DVI-D - ainult digitaalse monitori ühendamiseks

- VGA - analoogmonitori ühendamiseks,

- DisplayPort - digitaalsete monitoride või olmeelektroonikaseadmete ühendamiseks

- HDMI (High Definition Media Interface) - võimaldab ühendada arvuti otse teleriga ja kanda üle nii digitaalse telepildi kui ka digitaalse heli SP/DIF (Sony-Philips Digital Interface)vormingus

• Arvutivõrgu port RJ-45
• Järjestikport ehk RS-232 järjestikport andmevahetuseks vanemate seadmetega. Oli enimkasutatav port kuni USB liidese kasutuselevõtmiseni. Reeglina ei ole see port uuematel arvutitel vaikimisi välja toodud aga see on tugikiibistikku endiselt integreeritud ja võimalik arvutikorpusele välja tuua.
• Paralleelport - port paralleelseks infovahetuseks arvutiga. Kasutati enamasti printerite ühendamiseks. See port on tänaseks juba praktiliselt kasutusest kõrvale jäänud, kuna jõudlus on väga madal võrreldes uuemate liidestega (näiteks USB).

Infovahetus protsessori ja seadmete vahel saab toimuda kas programmeeritud sisend-väljundoperatsioonina (Programmed I/O), katkestuse kaudu (Interrupt Driven I/O) või otsemälupöörduse abil (DMA - Direct Memory Access):

• Andmevahetus programmeeritud sisend-väljundoperatsioonina toimub täielikult protsessori juhtimisel. Protsessor annab seadme kontrollerile määratud aadressi kaudu käsu andmevahetusoperatsiooniks, kontrollib, kas andmed on saadaval ja siis loeb andmed. Juhul kui seadme andmevahetusoperatsioon sisaldab viivitusi peab protsessor ootama seadme reageerimist ja protsessori kasutus on ebaefektiivne.
• Katkestuste kaudu andmevahetuse puhul ei jää protsessor ootama seadme andmevahetusoperatsiooni täitmist vaid peale seadmele andmevahetusoperatsiooniks käsu edastamist jätkab tööd teiste protsessidega ning seade kutsub peale andmete kättesaadavaks tegemist ise esile andmevahetuse protsessoriga kasutades riistvaralist katkestust. Protsessor katkestab seejärel käimasoleva rakenduse teostamise, et käivitada katkestuste haldur. Katkestuste haldur teeb kindlaks seadme, kust katkestussignaal tuli, ning loeb seadmest andmed.
• Otsemälupöörduse puhul saab seade kasutada otseühendust suuremate andmeplokkide mällu kirjutamisel, et vältida protsessori koormamist üksikute andmevahetusoperatsioonidega. Sel juhul saab protsessor delegeerida andmevahetusoperatsiooni DMA kontrollerile, saates DMA moodulile andmevahetusoperatsiooni liigi, seadme aadressi, mäluaadressi kuhu andmed kopeerida ja andmete mahu ning naasta siis muude protsesside täitmisele. Kui DMA kontroller teostab andmevahetuse saadab ta katkestuse protsessorile.

Seadmed saavad juurdepääsu ressurssidele läbi kontrolleri, millele on määratud oma IRQ, I/O ja DMA aadressid.
Andmevahetus protsessori ja perifeeriaseadmete vahel toimub sünkroonse või asünkroonse andmevahetuse põhimõttel. Sünkroonse andmevahetuse korral juhib andmevahetust protsessor ning perifeeriaseade töötab sünkroonselt taktigeneraatoriga. Enamik perifeeriaseadmeid töötab autonoomselt ning pole sünkroniseeritud arvuti või mikrokontrolleri taktigeneraatoriga.