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总线

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目录·总线的概念
·工作原理
·总线的分类
·计算机中的总线
·总线的概念Top

所谓总线(Bus),一般指通过分时复用的方式,将信息以一个或多个源部件传送到一个或多个目的部件的一组传输线。是电脑中传输数据的公共通道。


·工作原理Top
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)。
·总线的分类Top
按照功能划分,大体上可以分为地址总线和数据总线。有的系统中,数据总线和地址总线是复用的,即总线在某些时刻出现的信号表示数据而另一些时刻表示地址;而有的系统是分开的。51系列单片机的地址总线和数据总线是复用的,而一般PC中的总线则是分开的。
按照传输数据的方式划分,可以分为串行总线和并行总线。串行总线中,二进制数据逐位通过一根数据线发送到目的器件;并行总线的数据线通常超过2根。常见的串行总线有SPI、I2C、USB及RS232等。
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,而异步总线的时钟信号是从数据中提取出来的。SPI、I2C是同步串行总线,RS232采用异步串行总线。

·计算机中的总线Top
a.主板的总线
在计算机科学技术中,人们常常以MHz表示的速度来描述总线频率。计算机总线的种类很多,前端总线的英文名字是Front Side Bus,通常用FSB表示,是将CPU连接到北桥芯片的总线。计算机的前端总线频率是由CPU和北桥芯片共同决定的。
b.硬盘的总线
一般有SCSI、ATA、SATA等几种。SATA是串行ATA的缩写,为什么要使用串行ATA就要从PATA——并行ATA的缺点说起。我们知道ATA或者说普通IDE硬盘的数据线最初就是40根的排线,这40根线里面有数据线、时钟线、控制线、地线,其中32根数据线是并行传输的(一个时钟周期可以同时传输4个字节的数据),因此对同步性的要求很高。这就是为什么从PATA-66(就是常说的DMA66)接口开始必须使用80根的硬盘数据线,其实增加的这40根全是屏蔽用的地线,而且只在主板一边接地(千万不要接反了,反了的话屏蔽作用大大降低),有了良好的屏蔽硬盘的传输速度才能达到66MB/s、100MB/s和最高的133MB/s。但是在PATA-133之后,并行传输速度已经到了极限,而且PATA的三大缺点暴露无遗:信号线长度无法延长、信号同步性难以保持、5V信号线耗电较大。那为什么SCSI-320接口的数据线能达到320MB/s的高速、而且线缆可以很长呢?你有没有注意到SCSI的高速数据线是“花线”?这可不是为了好看,那“花”的部分实际上就是一组组的差分信号线两两扭合而成,这成本可不是普通电脑系统愿意承担的。
c.其他的总线
计算机中其他的总线还有:通用串行总线USB(Universal Serial Bus)、IEEE1394、AGP等等。



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lantu    


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