总线

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  总线汉语拼音:Zongxian;英语:Bus),计算机系统中各部件和模块之间传送信息的公共连接线。一般包括数据线、地址线和控制信号线,有时还包括地线和电源线。

  根据部件和模块的组装是用芯片还是电路板,总线可分为片上总线、板上总线或板间总线。按照部件与模块功能的不同,总线又可分成处理器总线、存储器总线或外围设备总线。把主要部件或多块电路板连接起来组成系统的总线称为系统总线。

  数据线按照传送数据单位的长度,又分成8位、16位、32位和64位总线,数据线往往是双向传送。地址线是单向的,中央处理器用地址线向存储部件(包括寄存器堆、高速缓存和主存储等)指出某存储单元的地址,以便存入或取出该单元中的数据。寄存器堆和高速缓存的地址线的位长较短,主存储的地址线的位长主要取决于主存的虚拟存储或物理存储的容量。控制信号线是控制执行不同操作的命令信号线或标志信号线。控制线的组成和数量根据部件、模块以至系统功能的不同而呈多样化。

  总线控制方式分同步控制与异步控制两种。同步控制是按统一的时钟周期交换信息和执行控制;异步控制则通过部件或模块之间请求和响应的应答信号进行协调控制,不受工作时钟频率的限制。总线传送方式分串行和并行,有些工业控制计算机采用串行传送方式,如INTEL的位总线,又如现代的tsansputer也采用串行线传送数据。串行总线优点是减少总线线数,利于简化组装,便于连接模块。

  表征总线特点的一个重要指标是表示工作速度的总线频宽。总线频宽可以从几百千赫到几百兆赫。由于现代中央处理器工作速度提高很快,所以连接多个处理器模块、处理器与高速缓存的总线频宽高达百兆赫以上;但外围设备如键盘、软磁盘和打印机的总线只需几百千赫即够。因此,新型计算机系统中出现了从高速到低速多种总线并存的层次式总线结构。这是现代总线结构新的发展方向。

  由于计算机产业日趋规模性大生产,因此要求总线工业标准化,尤其是大批量生产的微型机和工作站的总线标准竞争激烈。当前16位微型机总线标准有ISA等、工业机总线标准有MULTIBUS等 ,32位微型机和工作站系统总线标准有EISA、VME和MCA等。

  总线的物理实现方式很多,芯片上总线是镀铝层,电路板上总线是铜箔或镀金铜箔,电路板间总线和系统总线用单股电线、双绞线和同轴电缆,对于极高速计算机系统已开始用光纤技术。