本文会涉及主板相关知识,如有需要可以看之前的有关于主板的文章《「计算机基础」计算机主板发展史》、《「计算机基础」教你认识主板上的芯片之 BIOS 芯片》和《「计算机基础」教你认识主板上的芯片之南桥和北桥芯片》。
计算机系统的五大部件之间的互联方式有两种。
1.基本概念
总线:是连接多个部件的信息传输线,是各部件共享的传输介质,用于计算机各种功能部件之间传送信息。例如:USB(通用串行总线),PCI总线,ISA总线,Thunderbolt总线。
常见总线
2.总线的意义
计算机总线存在的意义到底是什么?
是否有IO总线对比图如下:
没有统一IO总线
IO总线统一
3.总线分类
按数据传送方式可分为并行传输总线和串行传输总线。
按连接部件不同,可分为:片内总线、系统总线、通信总线。
3.1.片内总线:高集成度芯片内部的信息传输线(芯片内部的总线,如CPU内部)。
片内总线的连接:
片内总线
3.2系统总线:CPU,主内存,IO设备,各组件的信息传输线。
系统总线包括:
系统总线
3.3通信总线:用于计算机系统之间或与其他系统之间的通信。
4.总线特性及性能指标
为什么要仲裁?
假设主存要和硬盘和IO设备进行数据交换。此时,硬盘和IO口已经就绪了,那么主存是和要给硬盘使用还是IO口使用?对于情况,总线的仲裁就能很好的解决这个问题。
多设备使用主存
仲裁方式
1.链式查询
链式查询
假设设备2需要进行数据交换,就会通过仲裁控制线向仲裁控制器发送总线的使用请求。仲裁控制器接受到设备2的信号后就会发送允许使用的消息。这个消息会经过设备1,如果设备1不需要使用就会经过设备2但是,如果设备1也发送使用请求,那么设备1就会优先使用总线。
2.计数器定时查询
计数器定时查询
假设设备2向仲裁控制器发送请求,仲裁控制器先发送信号1,但是设备1并没有发送请求,接下来仲裁控制器就会发送信号2,设备2的编号相同,设备2就会的了总线的使用权。
3.独立请求
系统总线
如果说主板(Mother Board)是一座城市,那么总线就像是城市里的公共汽车(bus),能按照固定行车路线,传输来回不停运作的比特(bit)。
这些线路在同一时间内都仅能负责传输一个比特。因此,必须同时采用多条线路才能传送更多数据,而总线可同时传输的数据数就称为宽度(width),以比特为单位,总线宽度愈大,传输性能就愈佳。
总线的带宽(即单位时间内可以传输的总数据数)为:总线带宽 = 频率 x 宽度(Bytes/sec)。当总线空闲(其他器件都以高阻态形式连接在总线上)且一个器件要与目的器件通信时,发起通信的器件驱动总线,发出地址和数据。其他以高阻态形式连接在总线上的器件如果收到(或能够收到)与自己相符的地址信息后,即接收总线上的数据。发送器件完成通信,将总线让出(输出变为高阻态)。
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