计算机系统架构梳理(一)总线

计算机系统架构梳理(一)总线

Posted by A Chang on February 29, 2020

计算机系统架构梳理(一)总线

总线(Bus)是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束。

并行总线与串行总线区别

并行总线在同一时刻可以传输多位数据,好比是一条允许多辆车并排开的宽敞道路,而且它还有双向单向之分;另一种为串行总线,它在同一时刻只能传输一个数据,好比只容许一辆车行走的狭窄道路,数据必须一个接一个传输、看起来仿佛一个长长的数据串,故称为“串行”。

一是同时并行传送的二进位数就是数据宽度,二是在计算机与外设之间采用应答式的联络信号来协调双方的数据传送操作,这种联络信号又称为握手信号。

并行通信传输中有多个数据位,同时在两个设备之间传输。发送设备将这些数据位通过 对应的数据线传送给接收设备,还可附加一位数据校验位。接收设备可同时接收到这些数据,不需要做任何变换就可直接使用。并行方式主要用于近距离通信。计算机内的总线结构就是并行通信的例子。这种方法的优点是传输速度快,处理简单。

串行数据传输时,数据是一位一位地在通信线上传输的,先由具有几位总线的计算机内的发送设备,将几位并行数据经并–串转换硬件转换成串行方式,再逐位经传输线到达接收站的设备中,并在接收端将数据从串行方式重新转换成并行方式,以供接收方使用。串行数据传输的速度要比并行传输慢得多,但对于覆盖面极其广阔的公用电话系统来说具有更大的现实意义。

另外串行数据通信的方向性结构有三种,即单工、半双工和全双工。

从结构上区分总线

微机中总线一般有内部总线、系统总线和外部总线

  • 内部总线是微机内部各外围芯片与处理器之间的总线,用于芯片一级的互连;
  • 系统总线是微机中各插件板与系统板之间的总线,用于插件板一级的互连;
  • 外部总线则是微机和外部设备之间的总线,微机作为一种设备,通过该总线和其他设备进行信息与数据交换,它用于设备一级的互连。

总线的属性

  • 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,即每秒钟传送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
    或者 总线的带宽=(总线的位宽/8 )/总线周期
  • 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。
  • 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。