计算机总线-2-ccm

总线定义

计算机总线是物理连接线(电缆、印刷电路)的集合。它能把多个硬件组件连接在一起从而互相通信。

总线的目的是为了减少组件间需要互相通信的线路的数量，达到只需一个单独的数据途径来和所有的组件通信。

总线特性

总线的特性是基于一次传送信息的总数，该数量以bit为单位。相应的，物理线的数量和同步数据发送的数量一致。一个32位的线可以并行地传输32位。因此总线宽度是指总线一次传送信息的总数。

总线速度也被定义为总线频率，每秒发送或接受数据的数量。另外，我们可能发现总线的最大传输速率，每秒传送的数据总量=总线宽度*总线频率。例如：总线宽度为16位，总线频率为133MHz，因此，传输速度为16*133*10^6=2128*10^6bit/s=266*10^6bytes/s=266*10^3KB/s=266MB/s

总线结构

实际上，每个总线通常由50到100个确切的物理线，并把它们分为3个组件：

1. 地址总线：地址总线传输内存地址，处理器需要获取内存地址来读写数据，地址总线是一个单向的总线。

2. 数据总线：数据总线传输来自CPU或者将前往CPU的指令，数据总线是一个双向总线。

3. 控制总线：控制总线也被称为命令总线，它传输命令和来自控制单元的同步信号，并发送到硬件组件中去。它是一个双向总线，也从硬件中发送相应的信号到CPU。

基本总线

在计算机中通常有两类总线：

内部总线：内部总线有时也称为前端总线，或者FSB，内部总线允许处理器和系统内存RAM进行通信。

扩展总线：扩展总线有时也称为输入输出总线，它允许各种各样的主板上的组件(USB、串口、硬盘、CD-ROM驱动器)进行通信。然而，它主要是用来添加新设备到输入输出总线。

芯片集

芯片集是由总线连接在一起的组件的集合，计算机上的所有组件都可以通过总线互相通信。芯片集最开始是由很多的电子芯片组成。它通常有两部分组件：

1.北桥：北桥也被称为内存控制器，负责控制CPU和RAM之间的数据发送，在主板上，它离CPU比较近，有时北桥也被称为GMCH，graphic and memory controller hub。

2.南桥：南桥也被称为输入输出控制器，或者扩展控制器。它管理外部设备间的通信，有时南桥也被称为ICH(i/o controller hub)。

上图很有趣地显示了南北桥的位置，为了通信，南北桥总线必须拥有相同的宽度。这就解释了为何RAM内存模块有时不得不安装一对儿，例如：早先的Pentium芯片，它的处理器总线是64位，需要两个内存模块，每个拥有32位宽度。