总线性能指标及标准

news2024/11/25 7:23:09

一、总线性能指标

1.总线周期

一次总线操作所需的时间（包括申请阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段），通常由若干个总线时钟周期构成。

2.总线时钟周期

即机器的时钟周期。计算机有一个统一的时钟，以控制整个计算机的各个部件，总线也要受此时钟的控制。

3.总线的工作频率

总线上各种操作的频率，为总线周期的倒数。
若总线周期=N个时钟周期，则总线的工作频率=时钟频率/N。实际上指一秒内传送几次数据。

4.总线的时钟频率

即机器的时钟频率，为时钟周期的倒数。若时钟周期为T，则时钟频率为1/T。
实际上指一秒内有多少个时钟周期。
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5.总线宽度

又称为总线位宽，它是总线上同时能够传输的数据位数，通常是指数据总线的根数，如32根称为32位（bit）总线。

6.总线带宽

可理解为总线的数据传输率，即单位时间内总线上可传输数据的位数，通常用每秒钟传送信息的字节数来衡量，单位可用字节/秒（B/s）表示。
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例. 某同步总线采用数据线和地址线复用方式，其中地址/数据线有32根，总线时钟频率为66MHz，每个时钟周期传送两次数据(上升沿和下降沿各传送一次数据)。
该总线的最大数据传输率（总线带宽）是多少？
若该总线支持突发（猝发）传输方式，传输一个地址占用一个时钟周期，则一次 “主存写”总线事务传输128位数据所需要的时间至少是多少？
1）每个时钟周期传送两次数据  总线工作频率是时钟频率的两倍总线工作频率 = 2 × 66MHz =132MHz
总线宽度 = 32bit = 4B
总线带宽 = 总线工作频率 × 总线宽度 = 132 × 4 MB/s = 528 MB/s
突发(猝发)传输方式：一次总线事务中，主设备只需给出一个首地址，从设备就能从首地址开始的若干连续单元读出或写入多个数据。
发送首地址占用1个时钟周期，128位数据需传输4次，占用2个时钟周期
一个时钟周期 = 1/66MHz ≈ 15ns
总耗时 = (1+2) × 15ns =45ns
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7.总线复用

总线复用是指一种信号线在不同的时间传输不同的信息。可以使用较少的线传输更多的信息，从而节省了空间和成本。

8. 信号线数

地址总线、数据总线和控制总线3种总线数的总和称为信号线数。
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二、总线标准（408大纲已删除）

总线是在计算机系统模块化的发展中产生的，随着计算机应用领域的不断扩大，计算机类的每个模块品种及其复杂，往往一种模块要配一种总线，很难在总线上更换、组合各类设备。为了使系统设计简化，模块批量化，人们研究如何使总线建立标准，在总线标准下，完成系统设计和模块制作。

**总线概念：**总线标准是国际上公布或推荐的互连各个模块的标准，它是把各种不同的模块组成计算机系统时必须遵守的规范。按总线标准设计的接口可视为通用接口，在接口的两端，任何一方只需根据总线标准的要求完成自身方面的功能要求，而无须了解对方接口的要求。

根据总线在计算机系统中的位置，可分为：
**系统总线：**通常与CPU直接相连，用于连接CPU与北桥芯片、或CPU与主存等
**局部总线：**没有直接与CPU连接，通常是连接高速的北桥芯片，用于连接了很多重要的硬件部件（如显卡、声卡等）
**设备总线、通信总线：**通常由南桥芯片控制，用于连接计算机与计算机，或连接计算机与外部I/O设备

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常见的总线标准