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依傳遞訊息的功能不同,微型計算機的內部匯流排分為哪三種

青灯夜游
發布: 2022-09-01 16:03:11
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三種內部匯流排:1、資料匯流排,用於傳送資料訊息,可在CPU與RAM之間來回傳送需要處理或是需要儲存的資料;2、位址匯流排,是CPU或有DMA能力的單元,用來溝通這些單元想要存取電腦記憶體組件/地方的實體位址;3、控制匯流排,可將微處理器控制單元的訊號,傳送到週邊設備。

依傳遞訊息的功能不同,微型計算機的內部匯流排分為哪三種

本教學操作環境:windows7系統、Dell G3電腦。

匯流排(Bus)是電腦各種功能元件之間傳送訊息的公共通訊幹線,它是由導線組成的傳輸線束。

匯流排是一種內部結構,它是cpu、記憶體、輸入、輸出裝置傳遞訊息的公用通道,主機的各個元件透過匯流排連接,外部裝置透過對應的介面電路再與匯流排連接,從而形成了電腦硬體系統。在電腦系統中,各部件之間傳送訊息的公共通路叫總線,微型電腦是以匯流排結構來連接各個功能部件的。

依照電腦所傳送的資訊種類(傳遞訊息的功能不同),電腦的匯流排可以分割成資料匯流排、位址匯流排和控制匯流排,分別用來傳送資料、資料位址和控制訊號。

  • 資料匯流排(Data Bus):在CPU與RAM之間來回傳送需要處理或是需要儲存的資料。

  • 位址匯流排(Address Bus):是CPU或有DMA能力的單元,用來溝通這些單元想要存取(讀取/寫入)電腦記憶體元件/地方的物理地址。

  • 控制匯流排(Control Bus):將微處理器控制單元(Control Unit)的訊號,傳送到週邊設備。

資料匯流排DB

「資料匯流排DB」用來傳送資料資訊。資料匯流排是雙向三態形式的匯流排,即他既可以把CPU的資料傳送到記憶體或I/O介面等其它零件,也可以將其它零件的資料傳送到CPU。資料匯流排的位數是微型計算機的重要指標,通常與微處理的字長一致。例如Intel 8086微處理器字長16位,其資料匯流排寬度也是16位。需要指出的是,數據的含義是廣義的,它可以是真正的數據,也可以是指令代碼或狀態信息,有時甚至是一個控制信息,因此,在實際工作中,數據總線上傳送的並不一定只是真正意義上的數據。

常見的資料匯流排為ISA(ISA匯流排)、EISA、VESA、PCI等。

位址匯流排AB

「位址匯流排AB」是專門用來傳送位址的,由於位址只能從CPU傳送向外部記憶體或I/O端口,所以位址匯流排總是單向三態的,這與資料匯流排不同。位址匯流排的位元數決定了CPU可直接定址的記憶體空間大小,例如8位元微電腦的位址匯流排為16位,則其最大可定址空間為2^16=64KB,16位元微電腦(x位元處理器指一個時脈週期內微處理器能處理的位數[1 、0]多少,即字長大小)的位址匯流排為20位,其可定址空間為2^20=1MB。一般來說,若位址匯流排為n位,則可尋址空間為2^n位元組。

控制匯流排CB

「控制匯流排CB」用來傳送控制訊號和時序訊號。控制訊號中,有的是微處理器送到記憶體和I/O介面電路的,如讀/寫訊號,片選訊號、中斷回應訊號等;也有是其它元件回饋給CPU的,例如:中斷申請訊號、重設訊號、總線請求訊號、設備就緒訊號等。因此,控制匯流排的傳送方向由具體控制訊號而定,(訊息)一般是雙向的,控制總線的位元數要根據系統的實際控制需求而定。實際上控制總線的具體情況主要取決於CPU。

擴充知識:

匯流排特性

由於匯流排是連接各個元件的一組信號線。透過訊號線上的訊號表示訊息,透過約定不同訊號的先後次序即可約定操作如何實現。總線的特性如下

(1)物理特性:物理特性又稱為機械特性,指總線上部件在物理連接時表現出的一些特性,如插頭與插座的幾何尺寸、形狀、引腳個數及排列順序等。

(2)功能特性:  功能特性是指每一條訊號線的功能,如位址匯流排用來表示位址碼。資料匯流排用來表示傳輸的數據,控制匯流排表示總線上操作的指令、狀態等。

(3)電氣特性:  電氣特性是指每一根訊號線上的訊號方向及表示訊號有效的電平範圍,通常,由主設備(如CPU)發出的訊號稱為輸出訊號(OUT) ,送入主設備的訊號稱為輸入訊號(IN)。通常資料訊號和位址訊號定義高電位為邏輯1、低電位為邏輯0,控制訊號則沒有俗成的約定,如WE表示低電位有效、Ready表示高電位有效。不同匯流排高電平、低電平的電平範圍也無統一的規定,通常與TTL是相符的。

(4)時間特性:  時間特性又稱為邏輯特性,指在總線操作過程中每一根訊號線上訊號何時有效,透過這種訊號有效的時序關係約定,確保了匯流排操作的正確進行。  為了提高電腦的可拓展性,以及部件及設備的通用性,除了片內總線外,各個部件或設備都採用標準化的形式連接到總線上,並按標準化的方式實現總線上的信息傳輸。而總線的這些標準化的連接形式及操作方式,統稱為總線標準。如ISA、PCI、USB匯流排標準等,對應的,採用這些標準的匯流排為ISA匯流排、PCI匯流排、USB匯流排等。

匯流排的技術指標

1、匯流排的頻寬(匯流排資料傳輸速率)

匯流排的頻寬指的是單位時間內匯流排上傳送的資料量,即每鈔鐘傳送MB的最大穩態資料傳輸率。與總線密切相關的兩個因素是匯流排的位寬和匯流排的工作頻率。

2、匯流排的位寬

匯流排的位寬指的是總線能同時傳送的二進位資料的位數,或資料匯流排的位數,即32位、64位等總線寬度的概念。匯流排的位元寬越寬,每秒鐘資料傳輸率越大,匯流排的頻寬越寬。

3、匯流排的工作頻率

匯流排的工作時脈頻率以MHZ為單位,工作頻率越高,匯流排工作速度越快,匯流排頻寬越寬。

匯流排頻寬的計算方法:匯流排的頻寬=匯流排的工作頻率*匯流排的位寬/8。

例如:對於64位元、800MHz的前端匯流排,它的資料傳輸速率就等於6.4GB/s=64bit×800MHz÷8(Byte);32位元、33MHz PCI匯流排的資料傳輸速率就是132MB /s=32bit×33MHz÷8(Byte),以此類推。

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