總 線 概 述
CPU需要與各種外圍硬件設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)交換,如果每種設(shè)備都分別引入一組線路直接與CPU相連,將會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)線路雜亂無(wú)章。為簡(jiǎn)化硬件電路和系統(tǒng)結(jié)構(gòu),計(jì)算機(jī)中引入了一組可供多種設(shè)備共同使用的數(shù)據(jù)傳輸線路(總線),CPU通過(guò)總線與各種外圍硬件設(shè)備相連,并通過(guò)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。也就是說(shuō),總線是計(jì)算機(jī)中各部件之間傳送數(shù)據(jù)的公共通路。
總線按功能分為五大總線:
1、 地址總線
從CPU發(fā)出至各個(gè)I/O接口
地址總線上傳送的是CPU向存儲(chǔ)器、或I/O接口設(shè)備發(fā)出的地址信息,一般由CPU發(fā)出并被送往各個(gè)有關(guān)的內(nèi)存單元、或者I/O接口,以實(shí)現(xiàn)CPU對(duì)內(nèi)存或I/O設(shè)備的選址。尋址能力是CPU特有的功能,地址總線上傳送的地址信息是單向傳輸?shù)。其是采用單向傳輸,三態(tài)控制(即:高、低電平,高阻)。
★ CPU地址線數(shù)目決定了CPU選址的內(nèi)存范圍。
2、 數(shù)據(jù)總線
數(shù)據(jù)總線是CPU與存儲(chǔ)器、CPU與I/O接口設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)信息(各種指令數(shù)據(jù)信息)的總線,這些信號(hào)通過(guò)數(shù)據(jù)總線往返于CPU與存儲(chǔ)器、CPU與I/O接口設(shè)備之間,因此,數(shù)據(jù)總線上的信息是雙向傳輸?shù)摹?
★ 數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU一次傳輸?shù)臄?shù)據(jù)量,也就決定了CPU的類(lèi)型與檔次。
3、控制總線
控制總線傳送的是各種控制信號(hào),有CPU至存儲(chǔ)器、I/O接口設(shè)備的控制信號(hào),有I/O接口送向CPU的應(yīng)答信號(hào)、請(qǐng)求信號(hào),因此,控制總線上的信息是雙向傳輸?shù)。控制信?hào)包括時(shí)序信號(hào)、狀態(tài)信號(hào)和命令信號(hào)(如讀寫(xiě)信號(hào)、忙信號(hào)、中斷信號(hào))等。
4、 電源線
5、 地線(GND):起屏蔽作用。
五、 總線性能參數(shù)
總線的主要性能參數(shù)有總線帶寬、總線位寬和總線工作時(shí)鐘頻率。
1、 總線帶寬
總線帶寬也稱(chēng)總線傳輸速率,用來(lái)描述總線傳輸數(shù)據(jù)的快慢。用總線上單位時(shí)間(每秒、S)可傳送數(shù)據(jù)量的多少表示,常用單位為MB/S。如符合AGP2X規(guī)范的AGP總線帶寬為528MB/S。
2、 總線位寬
總線位寬指是總線一次能傳送二進(jìn)制數(shù)的數(shù)據(jù)量,單位為bit(位)。我們常說(shuō)的32位(bit)、64位(bit)即是指總線寬度。總線位寬越大,則每次通過(guò)總線傳送的數(shù)據(jù)越多,總線帶寬也就越大。
3、 總線工作時(shí)鐘頻率
總線工作時(shí)鐘頻率簡(jiǎn)稱(chēng)為總線時(shí)鐘,用以描述總線工作速度快慢,用總線上單位時(shí)間(每秒)可傳送數(shù)據(jù)的次數(shù)表示,總線時(shí)鐘常用單位為MHZ?偩時(shí)鐘頻率越高,單位時(shí)間通過(guò)總線傳送數(shù)據(jù)的次數(shù)越多,總線帶寬也就越大。
由于計(jì)算機(jī)中不同設(shè)備的速度不同,需要的數(shù)據(jù)量多少也不同,因而通向不同設(shè)備的總線時(shí)鐘也不盡相同,需要將系統(tǒng)時(shí)鐘(由一個(gè)安裝在主板上的晶振產(chǎn)生,相當(dāng)精確穩(wěn)定的脈沖信號(hào)發(fā)生器)經(jīng)分頻供給不同的設(shè)備和總線使用。
例如:對(duì)安裝有133MHZ外頻PIII CPU主板構(gòu)成的系統(tǒng)來(lái)說(shuō),系統(tǒng)時(shí)鐘為133MHZ,CPU外部總線和內(nèi)部總線工作于133MHZ;AGP通道工作于66MHZ(133*1/2MHZ,二分頻);而PCI總線則工作于33MHZ(133*1/4MHZ,四分頻),AGP、PCI的工作時(shí)鐘是由分頻電路產(chǎn)生的。(從分頻中我們可以看出,為什么有時(shí)候我們超頻到75MHZ和83MHZ叫做非標(biāo)準(zhǔn)外頻呢?因?yàn)檫@樣的外頻分頻后不能平均,造成計(jì)算機(jī)不能穩(wěn)定地工作。)
4、 帶寬、位寬、總線時(shí)鐘的關(guān)系
★ 總線帶寬=總線位寬*總線時(shí)鐘 例如: PCI總線的位寬為32位,總線時(shí)鐘頻率為33MHZ;則PCI總線帶寬=32bit*33MHZ/8=132MB/S(除8是將bit換算為Bye, 1Bye=8bit)
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