地址汇流排详细资料大全

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地址汇流排 (Address Bus;又称:位址汇流排) 属于一种电脑汇流排 (一部份),是由CPU 或有DMA 能力的单元,用来沟通这些单元想要存取(读取/写入)电脑记忆体元件/地方的实 *** 址。

基本介绍

  • 中文名 :地址汇流排
  • 外文名 :Address Bus
  • 所属学科 :计算机科学与技术
基本信息,技术指标,操作过程,技术规范,标准分类,发展历程,

基本信息

地址汇流排 Address Bus )是一种计算机汇流排,是CPU或有DMA能力的单元,用来沟通这些单元想要访问(读取/写入)计算机记忆体组件/地方的物理地址。 数据汇流排的宽度,随可定址的记忆体组件大小而变,决定有多少的记忆体可以被访问。 举例来说:一个 16位元 宽度的位址汇流排 (通常在 1970年 和 1980年早期的 8位元处理器中使用) 到达 2 的 16 次方 = 65536 = 64 KB 的记忆 *** 址,而一个 32位单元位址汇流排 (通常在像现今 2004年 的 PC 处理器中) 可以定址到 4,294,967,296 = 4 GB 的位址。但现在很多计算机记忆体已经大于4G(windows XP x32位系统最大只能识别3.29G,所以要使用4G以上大记忆体就要用windows x64位系统)。所以目前主流的计算机都是64位的处理器也就是说可以定址到2^64=16X10^18=16EB的位址,在很长一段时间内这个数字是用不完的。 在大多数的微电脑(微计算机)中,可定址的元件都是 8 位元的 "位元组" (所以 "K" 在这情况像相等于 "KB" 或 kilobyte),有很多的电脑例子是以更大的资料区块当作他们实体上最小的可定址元件,像是大型主机、超级电脑、以及某些工作站的CPU。 地址汇流排AB是专门用来传送地址的,由于地址只能从CPU传向外部存储器或I/O连线埠,所以地址汇流排总是单向三态的,这与数据汇流排不同。地址汇流排的位数决定了CPU可直接定址的记忆体空间大小,比如8位微机的地址汇流排为16位,则其最大可定址空间为2^16=64KB,16位微型机的地址汇流排为20位,其可定址空间为2^20=1MB。一般来说,若地址汇流排为n位,则可定址空间为2^n位。

技术指标

1、汇流排的频宽(汇流排数据传输速率) 地址汇流排(图2) 汇流排的频宽指的是单位时间内汇流排上传送的数据量,即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。与汇流排密切相关的两个因素是汇流排的位宽和汇流排的工作频率,它们之间的关系: 2、汇流排的位宽 汇流排的位宽指的是汇流排能同时传送的二进制数据的位数,或数据汇流排的位数,即32位、64位等汇流排宽度的概念。汇流排的位宽越宽,每秒钟数据传输率越大,汇流排的频宽越宽。 3、汇流排的工作频率 汇流排的工作时钟频率以MHZ为单位,工作频率越高,汇流排工作速度越快,汇流排频宽越宽。 汇流排频宽的计算方法:汇流排的频宽=汇流排的工作频率*汇流排的位宽/8。 例如:对于64位、800MHz的前端汇流排,它的数据传输率就等于6.4GB/s=64bit×800MHz÷8(Byte);32位、33MHz PCI汇流排的数据传输率就是132MB/s=32bit×33MHz÷8(Byte),等等

操作过程

地址汇流排一个操作过程是完成两个模组之间传送信息,启动操作过程的是主模组,另外一个是从模组。某一时刻汇流排上只能有一个主模组占用汇流排。 第一代32位处理器 汇流排的操作步骤:主模组申请汇流排控制权,汇流排控制器进行裁决。 数据传送的错误检查:主模组得到汇流排控制权后定址从模组,从模组确认后进行数据传送。 汇流排定时协定:定时协定可保证数据传输的双方操作同步,传输正确。定时协定有三种类型: 同步汇流排定时:汇流排上的所有模组共用同一时钟脉冲进行操作过程的控制。各模组的所有动作的产生均在时钟周期的开始,多数动作在一个时钟周期中完成。 异步汇流排定时:操作的发生由源或目的模组的特定信号来确定。汇流排上一个事件发生取决前一事件的发生,双方相互提供联络信号。 汇流排定时协定 半同步汇流排定时:汇流排上各操作的时间间隔可以不同,但必须是时钟周期的整数倍,信号的出现,采样与结束仍以公共时钟为基准。ISA汇流排采用此定时方法。 数据传输类型:分单周方式和突发(burst)方式。 单周期方式:一个汇流排周期只传送一个数据。 数据传输类型: 突发方式:取得主线控制权后进行多个数据的传输。定址时给出目的地首地址,访问第一个数据,数据2、3到数据n的地址在首地址基础上按一定规则自动定址(如自动加1)。

技术规范

地址汇流排是一类信号线的集合是模组间传输信息的公共通道,通过它,计算机各部件间可进行各种数据和命令的传送。为使不同供应商的产品间能够互换,给用户更多的选择,汇流排的技术规范要标准化。 地址汇流排(图2) 汇流排的标准制定要经周密考虑,要有严格的规定。汇流排标准(技术规范)包括以下几部分: 机械结构规范:模组尺寸、汇流排插头、汇流排接外挂程式以及安装尺寸均有统一规定。 功能规范:汇流排每条信号线(引脚的名称)、功能以及工作过程要有统一规定。 电气规范:汇流排每条信号线的有效电平、动态转换时间、负载能力等。

标准分类

ISA汇流排 ISA(Industrial Standard Architecture)汇流排标准是IBM公司1984年为推出PC/AT机而建立的系统汇流排标准,所以也叫AT汇流排。它是对XT汇流排的扩展,以适应8/16位数据汇流排要求。它在80286至80486时代套用非常广泛,以至于奔腾机中还保留有ISA汇流排插槽。ISA汇流排有98只引脚。 ISA技术 EISA汇流排 EISA汇流排是1988年由Compaq等9家公司联合推出的汇流排标准。它是在ISA汇流排的基础上使用双层插座,在原来ISA汇流排的98条信号线上又增加了98条信号线,也就是在两条ISA信号线之间添加一条EISA信号线。在实用中,EISA汇流排完全兼容ISA汇流排信号。 VESA汇流排 VESA(Video Electronics Standard Association)汇流排是1992年由60家附属档案卡制造商联合推出的一种局部汇流排,简称为VL(VESA Localbus)汇流排。它的推出为微机系统汇流排体系结构的革新奠定了基础。该汇流排系统考虑到CPU与主存和Cache的直接相连,通常把这部分汇流排称为CPU汇流排或主汇流排,其他设备通过VL汇流排与CPU汇流排相连,所以VL汇流排被称为局部汇流排。 PCI汇流排 PCI(Peripheral Component Interconnect)汇流排是当前最流行的汇流排之一,它是由Intel公司推出的一种局部汇流排。它定义了32位数据汇流排,且可扩展为64位。PCI汇流排主机板插槽的体积比原ISA汇流排插槽还小,其功能比VESA、ISA有极大的改善,支持突发读写操作,最大传输速率可达132MB/s,可同时支持多组外围设备。 CompactPCI “以上所列举的几种系统汇流排一般都用于商用PC机中,在计算机系统汇流排中,还有另一大类为适应工业现场环境而设计的系统汇流排,比如STD汇流排、VME汇流排、PC/104汇流排等。这里仅介绍当前工业计算机的热门汇流排之一:CompactPCI。”

发展历程

地址汇流排的详细发展历程,包括早期的PC汇流排和ISA汇流排、PCI/AGP汇流排、PCI-X汇流排以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串列汇流排。从PC汇流排到ISA、PCI汇流排,再由PCI进入PCIExpress和HyperTransport体系,计算机在这三次大转折中也完成三次飞跃式的提升。与这个过程相对应,计算机的处理速度、实现的功能和软体平台都在进行同样的进化,显然,没有汇流排技术的进步作为基础,计算机的快速发展就无从谈起。业界站在一个崭新的起点:PCIExpress和HyperTransport开创了一个近乎完美的汇流排架构。而业界对高速汇流排的渴求也是无休无止,PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都将提上日程,它们将会再次带来效能提升。在计算机系统中,各个功能部件都是通过地址汇流排定址,汇流排的速度对系统性能有着极大的影响。而也正因为如此,汇流排被誉为是计算机系统的神经中枢。但相比CPU、显示卡、记忆体、硬碟等功能部件,汇流排技术的提升步伐要缓慢得多。在PC发展的二十余年历史中,汇流排只进行三次更新换代,但它的每次变革都令计算机的面貌焕然一新。




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