微型计算机的多总线结构示意图及常见系统总线频率

2023-10-22 理论教育版权反馈

【摘要】：控制总线用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，有的是其他部件反馈给CPU的，因此控制总线的传送方向由具体控制信号决定。对于微型计算机来说，目前常见的系统总线有ISA总线、PCI总线、AGP总线、PCI－E总线。图2.22为微型计算机的多总线结构示意图。例如PCI总线有33.3MHz、66.6 MHz两种总线频率。

计算机中的各个部件，包括CPU、内存储器、外存储器和I/O设备的接口，它们之间是通过一条公共信息通路连接起来的，这条信息通路称为“总线”。总线可以将信息从一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件，如图2.21所示。

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图2.21　微型计算机的总线结构示意图

1）总线的分类

（1）数据总线、地址总线和控制总线

根据总线上传送信息的不同，可将总线分为三类：数据总线（Data Bus，DB）、地址总线（Address Bus，AB）和控制总线（Control Bus，CB）。

数据总线用于CPU与主存储器、CPU与I/O接口之间传送信息，它是双向的传输总线。数据总线的宽度决定每次能同时传输信息的位数，是决定计算机性能的主要指标。

地址总线主要用来指出数据总线上源数据或目的数据在主存储单元或I/O端口的地址，它是单向的传输总线。地址总线的位数决定了CPU可直接寻址的内存空间大小，比如16位微型机的地址总线为20位，其可寻址空间为220＝1 MB。一般来说，若地址总线为n位，则可寻址空间为2n字节。

控制总线用来传送控制信号和时序信号。控制信号中，有的是微处理器送往存储器和I/O接口电路的，有的是其他部件反馈给CPU的，因此控制总线的传送方向由具体控制信号决定。

（2）内部总线、系统总线和外部总线(www.chuimin.cn)

根据总线的位置和功能的不同，总线可以分为内部总线、系统总线和外部总线。内部总线是CPU与外围芯片（包括内存）之间连接的总线，用于芯片一级的互连；系统总线是各接口卡与主板之间连接的总线，用于接口卡一级的互连；外部总线是主机和外部设备之间的连线，用于设备一级的互连。在这三类总线中，系统总线是最重要的，所以我们通常所说的总线就是指系统总线。

对于微型计算机来说，目前常见的系统总线有ISA总线、PCI总线、AGP总线、PCI－E总线。ISA总线在80286～80486时代应用得非常广泛，以至于现在奔腾机中还保留其总线插槽，主要是一些老式的接口卡插槽，如10 Mb/s的ISA网卡、ISA声卡等。PCI总线是Intel推出的32/64位标准总线，32位PCI总线的数据传输速率为133 MB/s，能满足声卡、网卡、视频卡等绝大多数输入/输出设备的需求，逐步取代了ISA总线。AGP总线是为提高视频带宽而设计的总线规范，专用于连接主板上的控制芯片和AGP显示适配卡（简称“显卡”），数据传输速率可达2.1GB/s，目前大多数主板均有提供。但随着显卡芯片的更新速度加快，高端显卡对总线的要求越来越高，出现了替代PCI总线的PCI－E总线，其数据传输速率可达10GB/s，目前性能较好的主板上都配置了PCI－E总线插槽。图2.22为微型计算机的多总线结构示意图。

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图2.22　微型计算机的多总线结构示意图

2）总线的性能指标

①总线位宽：指总线能同时传送的数据位数，即数据总线的位数，用位（bit）表示，如总线宽度为8位、16位、32位和64位。

②总线工作频率：也称为总线的时钟频率，以MHz为单位。例如PCI总线有33.3MHz、66.6 MHz两种总线频率。

③总线带宽：指单位时间内总线上可传送的最大数据量，单位为MB/s，它与总线位宽和总线工作频率有关，即总线带宽（MB/s）＝（总线频率×总线位宽×每个总线周期的传输次数）/8。由此可见，总线位宽越大，总线工作频率越高，则总线传输速率越快。例如PCI总线的工作频率为33.3MHz，总线宽度为32位，则总线带宽为32b/8×33.3MHz＝133.2MB/s。

微型计算机的多总线结构示意图及常见系统总线频率

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