2016年(152)
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2016-06-02 14:12:11
原文地址:从PC总线到ARM的内部总线 作者:tekkamanninja
从PC的总线到ARM内部总线
公共总线
早期PC中,CPU/RAM/IO都是挂在一条总线上,所有的部件都必须在同步的模式下工作。这样就带来一个"互锁" (locked to each other )效应:所有设备都被限定在一个通用时钟频率(Clock Frequency)上面,整个系统的速度会被系统中最慢的设备限制,系统的整体性能无法提高。
南桥诞生(I\O总线诞生)
1987年,康柏(Compaq)公司想到一个办法: 将系统总线与I/O总线分开,使得2个不同的总线工作在不同的时钟频率上。CPU和内存工作在系统总线上(the System Bus),独立于所有的I/O设备。这样高速的CPU/RAM组件就摆脱了低速I/O设备的束缚。
这里的Bridge,就是现在的南桥(South Bridge)芯片的前身,而它实际起到了降频的作用。
倍频出世
从80486开始,CPU的发展迅猛,频率大幅攀升。内存开始变得跟不上CPU的发展步伐了。Intel 于是决定在80486中引入倍频(Clock Doubler)的概念。内存依旧工作在系统总线上,与系统总线保持同样的工作频率,而CPU的内部工作频率(CPU主频)是:
CPU 主频 = 外频(系统总线频率System Bus Frequency)* 倍频 (Clock doubler) |
北桥和前端总线的诞生
PC结构的变化趋势是把低速设备与高速设备用隔离总线的方法进行隔离。而发展到后来,就演变出了北桥(North Bridge)芯片。内存与北桥间的总线称为内存总线,把CPU与北桥间连接的这段总线成为前端总线(Front Side Bus,FSB),也就是系统总线(System Bus)!
PC中的I\O总线
通过上面的文章,我们知道的总线的演变过程。现在专门来讲讲I\O总线。
总线:用来传送信号或能量的构造器。
系统 I/O 总线将指令从内存传导至与输入\输出处理器(IOP)相连的设备。系统 I/O 总线还会将指令从 IOP 传导回内存。
以下的内容来自《认识物理I/O构件- 主机I/O总线(1)》 ,这篇文章写得很好。感谢文章作者!
在数据离开系统内存总线后,它通常传输到另一条总线:主机I / O总线。现在最常见的主机I / O总线是P C I总线,另外还有如PCI-E总线、ISA总线,E I S A总线及V M E总线等等。主机I / O总线实现了几种重要的功能,包括:
允许加入新的插卡。
允许从内存总线输入和输出数据。
允许在插卡之间传输数据。 |
ARM处理器的内部总线
认真研究ARM9(以s3c2410为例)的结构框图,你会发现:作为高性能的嵌入式CPU,ARM9可以看成一个高度浓缩的计算机系统,类似于分化出南桥芯片且有倍频的计算机构架!具体见下图: