主板总线基础知识

主板总线基础知识

从英特尔奔腾到奔腾Ⅲ，主板上的芯片组的结构和作用都没有太大的变化，一般分成2部分，由2块集成芯片组成，通过专用总线进行连接，这就是我们所称的“桥”，简单地来说桥就是一个总线转换器和控制器。它实现各类微处理器总线通过一个PCI 总线进行连接的标准，可见，桥是不对称的。在桥的内部包含有兼容协议以及总线信号线和数据的缓冲电路，以便把一条总线映

射到另一条总线上。

目前流行的主板上2块桥，一块负责与CPU、主存连接，另一块与ISA，PCI总线上的各种板卡、键盘、鼠标等输入/输出电路进行连接。我们习惯上将与CPU连接的芯片称为北桥，与I/O设备连接的芯片称为南桥。为了更好的了解微机的硬件知识，本文就微机总线做以下简单介绍。

一、总线

所谓总线，笼统来讲，就是一组进行互连和传输信息（指令、数据和地址）的信号线。计算机的总线都是有特定的含义。如“局

部总线”、“系统总线”等。

二、总线分类

按性质和应用来划分，一般将总线划分为3类：

①局部总线

在以Windows为代表的图形用户接口(GUI)进入PC机之后，要求有高速的图形描绘能力和I/O处理能力。这不仅要求图形适配卡要改善其性能，也对总线的速度提出了挑战。实际上当时外设的速度已有了很大的提高，如硬磁盘与控制器之间的数据传输率已达10MB/s以上，图形控制器和显示器之间的数据传输率也达到69MB/s。通常认为I/O总线的速度应为外设速度的3～5倍。因此原有的ISA、EISA已远远不能适应要求，而成为

整个系统的主要瓶颈。

局部总线是PC体系结构的重大发展。它打破了数据I/O的瓶颈，使高性能CPU的功能得以充分发挥。从结构上看，所谓局部总线是在ISA总线和CPU总线之间增加的一级总线或管理层。这样可将一些高速外设，如图形卡、硬盘控制器等从ISA总线上卸下而通过局部总线直接挂接到CPU总线上，使之与高速

的CPU总线相匹配。

而采用PCI总线后，数据宽度升级到64位，总线工频率为33.3MHZ，数据传输率（带宽）可达266MB/S。所以采用PCI 总线大大解决了数据的I/O瓶颈，使计算机更好地发挥性能。

②系统总线

这是微机系统内部各部件（插板）之间进行连接和传输信息的一组信号线。例如ISA总线。由于它只具有16位数据宽度，

最高工作频率为8MHz，所以数据传输速率只能达到16MB/S。我们可以比较一下ISA总线与PCI总线带宽（数据传输率），就知道为什么现在的主板开始逐渐淘汰ISA插槽，如升技BF6主板有6个PCI插槽一个ISA插槽。

③通信总线

通信总线是系统之间或微机系统与设备之间进行通信的一

组信号线。

三、总线主要性能比较

评价一种总线的性能主要注意以下几个方面参数：

A、总线时钟频率：总线的工作频率，以MHZ表示，它是

影响总线传输速率的重要因素之一。

Ｂ、总线宽度：数据总线的位数，用位（bit）表示，如总线宽度为8位、16位、32位和64位。

C、总线传输速率：在总线上每秒钟传输的最大字节数MB/S，即每秒处理多少兆字节。那么我们如何通过总线宽度和总线时钟频率来计算总线传输速率（带宽）？

传输速率=总线时钟频率x总线宽度/8

如升技BF6主板，PCI总线总线宽度16位，当总线频率66MHZ，总线数据传输速率=66x18/8(MB/S)=133(MB/S)。

为了更好地理解总线带宽、总线位宽、总线工作时钟频率的关系，我们举个比较形象的例子，高速公路上的车流量取决于公路车道的数目和车辆行驶速度，车道越多、车速越快则车流量越大；总线带宽就象是高速公路的车流量，总线位宽仿佛高速公路上的车道数，总线时钟工作频率相当于车速，总线位宽越宽、总线工作时钟频率越高则总线带宽越大。当然，影响总线性能的参数还有很多，如其同步方式、负载能力、信号线等等，但以上所

介绍的三个是其重要参数。