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总线技术简介_总线技术个人资料_总线技术微博

2016-11-26 10:11:53 科学百科 阅读 2 次

定义/总线技术 编辑

总线的定义

总线,英文叫作“BUS”,即我们中文的“公共车”,这是非常形象的比如,公共车走的路线是一定的,我们任何人都可以坐公共车去该条公共车路线的任意一个站点。如果把我们人比作是电子信号,这就是为什么英文叫它为“BUS”而不是“CAR”的真正用意。当然,从专业上来说,总线是一种描述电子信号传输线路的结构形式,是一类信号线的集合,是子系统间传输信息的公共通道。通过总线能使整个系统内各部件之间的信息进行传输、交换、共享和逻辑控制等功能。如在计算机系统中,它是CPU、内存、输入、输出设备传递信息的公用通道,主机的各个部件通过主机相连接,外部设备通过相应的接口电路再与总线相连接。

分类/总线技术 编辑

总线分类的方式有很多,如被分为外部和内部总线、系统总线和非系统总线等等,下面是几种最常用的分类方法。

按功能分

最常见的是从功能上来对数据总线进行划分,可以分为地址总线(address bus)、数据总线(data bus)和控制总线(control bus)。在有的系统中,数据总线和地址总线可以在地址锁存器控制下被共享,也即复用。

地址总线是专门用来传送地址的。在设计过程中,见得最多的应该是从CPU地址总线来选用外部存储器的存储地址。地址总线的位数往往决定了存储器存储空间的大小,比如地址总线为16位,则其最大可存储空间为216(64KB)。

数据总线是用于传送数据信息,它又有单向传输和双向传输数据总线之分,双向传输数据总线通常采用双向三态形式的总线。数据总线的位数通常与微处理的字长相一致。例如Intel 8086微处理器字长16位,其数据总线宽度也是16位。在实际工作中,数据总线上传送的并不一定是完全意义上的数据。

控制总线是用于传送控制信号和时序信号。如有时微处理器对外部存储器进行操作时要先通过控制总线发出读/写信号、片选信号和读入中断响应信号等。控制总线一般是双向的,其传送方向由具体控制信号而定,其位数也要根据系统的实际控制需要而定。

按传输方式分

按照数据传输的方式划分,总线可以被分为串行总线和并行总线。从原理来看,并行传输方式其实优于串行传输方式,但其成本上会有所增加。通俗地讲,并行传输的通路犹如一条多车道公路,而串行传输则是只允许一辆汽车通过单线公路。常见的串行总线有SPI、I2C、USB、IEEE1394、RS232、CAN等;而并行总线相对来说种类要少,常见的如IEEE1284、ISA、PCI等。

按时钟信号方式分

按照时钟信号是否独立,可以分为同步总线和异步总线。同步总线的时钟信号独立于数据,也就是说要用一根单独的线来作为时钟信号线;而异步总线的时钟信号是从数据中提取出来的,通常利用数据信号的边沿来作为时钟同步信号。

发展历史/总线技术 编辑

早期美国国际商用机器公司(IBM)生产的PC(circa 1982)使用了最早的PC总线,它的位宽是16位,速度为4.77兆赫。后来正式称为工业标准结构(ISA)总线。这种总线传输数据的速度约为9兆字节/秒,速度之快甚至能用在现今的应用软件中。

几年前,许多计算机仍在使用ISA总线。二十世纪八十年代初,为早期的IBM PC开发了专用这种总线的计算机卡。甚至在大量可取代它的先进技术出现后,人们仍在使用ISA总线。

这种总线被人们长期使用有两个主要原因:

它长期与多数硬件制造商保持兼容性。 多媒体兴起之前,只有少数的外围硬件设备完全采用新型总线的速度。 随着技术的进步,ISA总线无法跟上时代的步伐,于是开发了其他的总线。其中主要的是扩展工业标准结构(EISA)线(位宽32位,频率8兆赫)和视频电子标准协会局部总线(VL-Bus)。VL-Bus(由创建该标准的视频电子标准协会(VESA)命名)的位宽是32位,以局部总线的速度运行,一般与处理器的速度相同。实质上,VL-Bus能够直接连接到CPU。人们可以用这种方式连接一个单独的设备,甚至还可以连接两个。但是将两个以上的设备连接到VL-Bus则可能会影响CPU的性能。因此,VL-Bus一般只用于连接显卡,它将真正从高速访问CPU的过程中受益。