总线是一组信号线和相关的控制、驱动电路的集合。是计算机系统各部件之间传输地址、数据和控制信息的公共通道。微型计算机从其诞生以来就采用了总线结构 ,在微机系统中常把总线作为一个独立部件看待。当前
CPU通过总线实现读取指令,并实现与内存、外设之间的数据交换,在CPU、内存与外设确定的情况下,总线速度是制约计算机整体性能的关键,总线的性能对于解决系统瓶颈、提高整个微机系统的性能有着十分重要的影响。因此在微型计算机二十多年的发展过程中,总线结构也不断地发展变化。 总线结构已成为微机性能的重要指标之一。
总线技术之所以能够得到迅速发展,是由于采用总线结构在系统设计、生产、使用和维护上有很多优越性。概括起来有以下几点:
便于采用模块结构,简化系统设计;
总线标准可以得到厂商的广泛支持,便于生产与之兼容的硬件板卡和软件;
模块结构方式便于系统的扩充和升级;
便于故障诊断和维修;
多个厂商的竞争和标准化带来的大规模生产降低了制造成本。
片内总线和片外总线
片内总线是CPU内部的寄存器、算术逻辑部件、控制部件以及总线接口部件之间的公共信息通道。
片外总线则泛指CPU与外部器件之间的公共信息通道。
我们通常所说的总线大多是指片外总线。有的资料上也把片内总线叫做内部总线或内总线(Internal Bus),把片外总线叫做外部总线或外总线(External Bus)。
CPU总线、系统总线和外设总线
CPU总线是从CPU引脚上引出的连接线,用来实现CPU与外围控制芯片和功能部件之间的连接。
系统总线也称为I/O通道总线,用来与存储器和扩充插槽上的各扩充板卡相连接。常见的系统总线有ISA、PCI、PCI-E等。系统总线是通过专用的逻辑电路的对CPU总线的信号在空间与时间上进行逻辑重组转换而来。
外设总线是指计算机主机与外部设备接口的总线,实际上是一种外设的接口标准。目前在微型计算机上流行的接口标准有:IDE(EIDE/ATA,SATA)、SCSI、USB和IEEE 1394四种。前两种主要用于连接硬盘、光驱等外部存储设备,后面两种可以用来连接多种外部设备。
地址总线、数据总线和控制总线
几乎所有的总线都要传输三类信息:数据、地址和控制/状态信号,相应地每一种总线都可认为是由数据总线、地址总线和控制总线构成。
数据总线(Data Bus,DB)用于在各个部件/设备之间传输数据信息。
地址总线(Address Bus,AB)用于在CPU(或DMA控制器)与存储器、I/O接口之间传输地址信息。
控制总线(Control Bus,CB)用于在CPU(或DMA控制器)与存储器、I/O接口之间传输控制和状态信息。