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。