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2008-12-01 07:47:57
PC的组成部件都是通过数据总、地址总线和控制总线这三组,总线连接在一起并完成和实现它们之间的通讯与数据传送的,因此总线的概念是理解PC和主板的组成结构、工作原理及部件之间相互关系统的基础。
一、概述
1.地址总线AB(Address Bus)
是用来传送地址信息的信号线,其特点是:
(1).地址信号一般都由CPU发出,当采用MDA(Direct Memory
Access,即直接内存访问)方式访问内存和I/O设备时,地址信号也可以由DMA控制器发生,并被送往各个有关的内存单元或I/O接口,实现CPU对
内存或I/O设备的寻址(在PC中,内存和I/O设备的寻址都是采用统一编址方式进行的),即采用单向传输,动态控制(在计算机中,由于采用二进制工作方
式,一般只有两种状态,即“1”和“0”,但是当计算机各总线上,显示“0”状态时,在电气上的效果相当于总线脱离。
(2).CPU能够直接寻找内存地址的范围是由地址线的数目(由于一条地址总线一次传送一位二进制数的地址,故也叫地址总线的位数)决定的,即PC系统中所能安装内存容量上限由CPU的地址总线的数目决定。
CPU能够直接寻址的内存范围上限为2CPU的地址总线数目
2.数据总线DB(Data、Bus)
用来传送数据信息的信号线,这些数据信息可以是原始数据或程序。数据总线来往于CPU、内存和I/O设备之间,其特点是:
(1).双向传输,三态控制:即可以由CPU送往内存或I/O设备,也可以由内存或I/O设备送往CPU。
(2).数据总线的数目称为数据宽度(由于一条数据线一次可传送一位二进制数,故也称位数),数据总线宽度决定了CPU一次传输的数据量,它决定了CPU的类型与档次。
3、控制总线CB(Control Bus)
是用来传送控制信息的信号线,这些控制信息包括CPU对内存和I/O接口的读写信号,I/O接口对CPU提出的中断请求或DMA请求信号,CPU对这些I
/O接口回答与响应信号,I/O接口的各种工作状态信号以及其他各种功能控制信号。控制总线来往于CPU、内存和I/O设备之间,其特点是:
在单向、双向、双态等种形态,是总线中最复杂、最灵活、功能最强的,其数量、种类、定义随机型不同而不同。
二、总线的分类
总线就是各种信号线的集合,是计算机各部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
1.按相对于CPU与其芯片的位置来分
(1).片内总线:指在CPU内部各寄存器、算术逻辑部件ALU,控制部件以及内部高速缓冲存储器之间传输数据所用的总线,即芯片内部总线。
(2).片外总线:通常所说的总线(BUS)指的外总线,是CPU与内存RAM、ROM和输入输出(I/O)设备接口之间进行通讯的数据通道,CPU通过总线实现程序存取命令,内存/外设的数据交换在CPU与外设一定的情况下,总线速度是限制计算机整体性能的最大因数。
2.按总线功能分
(1).地址总线:(AB)用来传递地址信息
(2).数据总线:(DB)用来传递数据信息
(3).控制总线:(CB)用来传送各种控制信号
3.按总线的层次结构分
(1).CPU总线:包括CPU地址线(CAB),CPU数据线(CDB)和CPU控制线(CCD),其用来连接CPU和控制芯片。
(2).存储器总线:包括存储器地址线(MAB)、存储器数据线(MDB)和存储器控制线(MCD),用来连接内存控制器(北桥)和内存。
(3).系统总线:(I/O扩展总线)也称为I/O通道总线或I/O扩展总线,包括系统地址线(SAB),系统数据线(SDB)和系统控制线(SCD),用来与I/O扩展槽上的各种扩展卡相连接。
(4).外部总线:(外围芯片总线)用来连接各种外设控制芯片,如主板上的I/O控制器(如硬盘接口控制器、软盘驱动控制器、串行/并行接口控制器等),和键盘控制器,包括外部地址线(XAB)、外部数据线(XMB)和外部控制线(XCB)。
4.系统总线(I/O扩展总线)又分为ISA、PCI、AGP等多种标准
(1).ISA(Industry standard architecture,工业标准结构)是IBM公司为286AT电脑制定的总线工业标准,也称为AT标准。
(2).PCI(peripheral component interconnet,外部设备互连)是SIG(spelial interest group)集团推出的总线结构。
(3).AGP(accelerated graphics port,加速图形端口)是一种为了提高视频带宽而设计的总线规范,因为它是点对点连接,即连接控制芯片和AGP显卡,因此严格说来,AGP也是一种接口标准。
三、总线主要的技术指标
1、总线的带宽(总线数据传输速率)
总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量,即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率,它们之间的关系:
总线的带宽=总线的工作频率*总线的位宽/8
2、总线的位宽
总线的位宽指的是总线能同时传送的二进制数据的位数,或数据总线的位数,即32位、64位等总线宽度的概念。总线的位宽越宽,每秒钟数据传输率越大,总线的带宽越宽。
3、总线的工作频率
总线的工作时钟频率以MHZ为单位,工作频率越高,总线工作速度越快,总线带宽越宽。
四、总线命令含义
ADS#地址通讯 | STOP#停止 | SMIACT#激活系统管理中断 | ACAS[B:A]写功能 |
D/C数据/控制 | LOCK#锁存 | TWE#TAG写效能 | PC-LINK[15:0]PCI链锁 |
M/IO#记忆器/IO | DEVSEL#设备选择 | COE#CACHE输出效能 | 1+STB:[1:0]记忆器选通 |
W/R#读写 | PAR奇偶校验 | GNE[7:0]#全写效能 | MADV#MEHORY优先 |
BRDY#总线就绪 | REQ[2:0]请求 | TIO[7:0]TAG地址 | PCMD[1:0]PCI命令 |
EADS#外部地址选通 | GNT[2:0]PCI允许 | H-LINK主时钟输入 | BOE#BOST输入功能 |
HZTM#中较正 | RE23#/MREQ# | PCLINK时钟输入 | MOE#MEMY输入功能 |
BOFF#退去 | PHLD#PCI保持 | AD地址/数据 | POE#PLINK输入功能 |
AHOLD地址保持 | PHLD#PCI保持响应 | C/BE[3:0]命令/字节使能 | MXSCSH多功能选择 |
NA#下位地址 | RAS[3:0]行选 | FRAME#结构 | |
KEN#/ZNLCACHE效能 | CAS[7:0]列选 | TRDY#目标就绪 | |
CACHE#CACAHE效应 | MA内存地址 | IRDY#初始就绪 | |
HLOCK#主锁存 | SRASA#SDRAM行选 |