什么是总线?什么是接口?
总线和接口都有相互连接的含义。接口:两个部件连接。总线:多个部件连接。
接口与总线有时也不加区分,合称为总线接口或接口总线等。
部件:CPU,内存,显卡,硬盘,KVM。
总线是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信干线,它是由导线组成的传输线束;
接口包括:PCI总线接口、USB串行接口、RS232串行接口、打印机并行接口等;
USB接口电路:由USB接口底座、电感、滤波电容、电阻排、保险电阻和南桥芯片等组成。
部件通过接口和总线连接完成通信。
总线组成
总线由总线控制器,接口和传输线组成;
总线控制器:由于总线的共享性,所以需要一个总线控制器来控制总线的使用和分配;
接口:由三态门和缓冲寄存器组成。三态门可以决定当前总线与这个部件的联通状态,三态门的输出可以是0和高阻抗三个状态;
传输线:除了传输数据、地址和控制信号的信息线外,还有电源线和接地线来连接到每个部件;
按功能分为控制线,地址线和数据线;
举例:
主板芯片组一般由北桥芯片和南桥(SouthBridg芯片组成。它们都是总线控制器。
北桥芯片是处理器和高速设备之间的联系纽带,如内存、PCI-E等设备的总线就构建于北桥之上。
南桥芯片负责相对低速的系统设备的连接,如I/O设备、IDE、SATA、USB0、32Bit的普通PCI插槽等,同时现代的南桥芯片还集成了诸如AC'97声卡控制器、网络控制器等常用而又要求不高的设备。
北桥和南桥之间则通过高速的总线连接起来,如Intel的HubLink技术、VIA的V-Link技术、SIS的Multi-Threaded“妙渠”技术、都是为方便两者间大数据量的传输而开发的高速总线。
总线的分类?
按照CPU内外来分类:
内部总线:在CPU内部,ALU/CU和Cache之间传输数据所用的总线称为片内总线。外部总线:CPU与内存/PCIE显卡/PCH之间进行通讯的通路,也称系统总线。通常所说的总线指片外部总线。I/O总线:第一层I/0总线和第二层I/O总线。
环形总线
内核,LLC通过总线控制器与其他内核,内存控制器等总线控制器通信。
CPU环形总线倍频:也是CPU缓存频率,CPUCacheRatio。
Cache及其地址变换逻辑
QPI/UPI总线
QPI总线实现芯片之间的直接互联;
QPI采用了与PCI-E类似的串行式点对点设计;
一组QPI具有具有20条数据传输线,每一条通路可传送20bit数据。有16bit是真实有效的数据,其余四位用于循环冗余校验;
QPI是双向的,在发送的同时也可以接收另一端传输来的数据;
QPI总线总带宽=QPI传输速率×每次传输的有效数据(即16bit/8=2Byt×双向。
QPI总线总带宽=8GT/s×2Byte×2=12GB/s,QPI总线总带宽=4GT/s×2Byte×2=26GB/s。
Intel于2017年发布的Skylake-SP至强中,用UPI取代QPI。UPI@10.4GT/s
内存总线
CPU和内存的之间的连接,CPU集成的内存控制器负责通过内存总线和内存模组通讯,例如寻址、读写等。
http://tiebbaidu.com/p/4650289532为什么电脑所有总线都串行了,只有内存是并行的
PCI-E总线
PCI-E总线是全双工点对点串行连接,
与基于半双工共享并行架构而制定的PCI以及AGP规范不同,PCI-E规范是基于全双工点对点串行架构制定的,而且还支持热拔插,其中全双工代表每个PCI-E通道在同一周期内可以实现数据的双向传输;点对点意味着每个PCI-E设备都是独立连接,不需要向整个总线请求带宽;串行传输则可以让其信号速率轻松达到GT/s的级别。
点对点意味着每一个PCIExpress设备都拥有自己独立的数据连接,各个通道之间并发的数据传输互不影响,
PCI-E0传输速率8GT/S,单通道单向带宽=8GT/sx128/130÷8=0.98GB/s≈1GB/S;
显卡接口:占用PCI-E0X16
DMI接口
CPU集成内存控制器及PCI-E控制器,直接和内存及显卡进行数据传输,DMI连接南桥整合了所有的I/O功能。
DMI采用点对点连接,DMI0,占用PCI-E0x4
I/O总线
USB总线
USB0线缆具有8个主要的传导体:3个双绞信号对用于USB数据通路,以及一对用于电源。
四线差分信号,与USB0两线非超高速信号分离;每条数据线的时钟频率是5Ghz,单向带宽:5Gbps;
USB0对Wifi4GHz有干扰;
SPI总线
SerialPeripheralInterface串行外设接口。南桥与外设以串行方式通信。在Intel架构中放BIOS/UEFI固件的Flash可以通过SPI总线和南桥连接
LPC总线
LPC(LowPinCount,少引脚数),连接SuperI/O等接口,连接legacyI/Ocontroller控制
LPT接口
并口,打印终端(lineprinttermina接口
RS-232接口
串口
PS/2接口
在开发MCU应用系统时,如果单颗MCU无法满足系统的要求,一个很普遍的做法就是使用两颗或更多的MCU,把一部分“杂项工作”分配给另一个有“助理”性质的低端MCU来完成。采用两颗MCU,缺点也很明显,尤其是在芯片与PCB成本、系统可靠性及功耗方面都有先天的不足。此外,若采用了不同架构的MCU,还要面临需要不同的开发工具与开发人员的挑战。如果换一种思路,让MCU内部包含两个内核,其中一个用于主控,另一个用于协控,并且它们主控与协控在架构上能够向下兼容、高效通信,则在很多场合下都可以既保持多机系统的强大,又能避免多机系统的不足。
总线工作频率为33MHZ说的是一秒钟有33M个总线传输周期32位宽度指的是数据线有32条一个传输周期传送32位数据,4字节数据传输速度就是一秒钟4*33字节
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