總線的演變

總線的演變
首先應(yīng)該講講總線的演變歷史，這方面《PC架構(gòu)系列：CPU/RAM/IO總線的發(fā)展歷史！》這篇文章寫得很好！感謝文章的作者！以下內(nèi)容大量來自這篇文章，可以說是這篇文章的縮減轉(zhuǎn)載。

公共總線
早期PC中，CPU/RAM/IO都是掛在一條總線上，所有的部件都必須在同步的模式下工作。這樣就帶來一個"互鎖" （locked to each other ）效應(yīng)：所有設(shè)備都被限定在一個通用時鐘頻率（Clock Frequency）上面，整個系統(tǒng)的速度會被系統(tǒng)中最慢的設(shè)備限制，系統(tǒng)的整體性能無法提高。

南橋誕生（IO總線誕生）
1987年，康柏（Compaq）公司想到一個辦法: 將系統(tǒng)總線與I/O總線分開，使得2個不同的總線工作在不同的時鐘頻率上。CPU和內(nèi)存工作在系統(tǒng)總線上（the System Bus），獨立于所有的I/O設(shè)備。這樣高速的CPU/RAM組件就擺脫了低速I/O設(shè)備的束縛。


這里的Bridge，就是現(xiàn)在的南橋（South Bridge）芯片的前身，而它實際起到了降頻的作用。
倍頻出世
從80486開始，CPU的發(fā)展迅猛，頻率大幅攀升。內(nèi)存開始變得跟不上CPU的發(fā)展步伐了。Intel 于是決定在80486中引入倍頻（Clock Doubler）的概念。內(nèi)存依舊工作在系統(tǒng)總線上，與系統(tǒng)總線保持同樣的工作頻率，而CPU的內(nèi)部工作頻率（CPU主頻）是：
CPU 主頻 = 外頻（系統(tǒng)總線頻率System Bus Frequency）* 倍頻 (Clock doubler)

北橋和前端總線的誕生
PC結(jié)構(gòu)的變化趨勢是把低速設(shè)備與高速設(shè)備用隔離總線的方法進行隔離。而發(fā)展到后來，就演變出了北橋（North Bridge）芯片。內(nèi)存與北橋間的總線稱為內(nèi)存總線，把CPU與北橋間連接的這段總線成為前端總線(Front Side Bus，F(xiàn)SB），也就是系統(tǒng)總線（System Bus）！


PC中的IO總線
通過上面的文章，我們知道的總線的演變過程?，F(xiàn)在專門來講講IO總線。
總線：用來傳送信號或能量的構(gòu)造器。
系統(tǒng) I/O 總線將指令從內(nèi)存?zhèn)鲗?dǎo)至與輸入輸出處理器(IOP)
[url=http://publib.boulder.ibm.com/html/as400/v5r1/ic2989/info/rzajx/rzajxiodevice.htm][/url]
相連的設(shè)備。系統(tǒng) I/O 總線還會將指令從 IOP 傳導(dǎo)回內(nèi)存。
以下的內(nèi)容來自《認(rèn)識物理I/O構(gòu)件- 主機I/O總線(1)》，這篇文章寫得很好。感謝文章作者！
在數(shù)據(jù)離開系統(tǒng)內(nèi)存總線后，它通常傳輸?shù)搅硪粭l總線：主機I / O總線?，F(xiàn)在最常見的主機I / O總線是P C I總線，另外還有如PCI-E總線、ISA總線，E I S A總線及V M E總線等等。主機I / O總線實現(xiàn)了幾種重要的功能，包括：
允許加入新的插卡。
允許從內(nèi)存總線輸入和輸出數(shù)據(jù)。
允許在插卡之間傳輸數(shù)據(jù)。
主機I / O總線并不是處于設(shè)備與系統(tǒng)內(nèi)存總線間的僅有的中介物，在主機I / O總線和系統(tǒng)內(nèi)存總線之間還存在著橋控制器芯片（南橋），該芯片負(fù)責(zé)在兩總線之間交換數(shù)據(jù)。主機I / O總線是在內(nèi)存和外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)的運輸工具。
ARM處理器的內(nèi)部總線
認(rèn)真研究ARM9（以s3c2410為例）的結(jié)構(gòu)框圖，你會發(fā)現(xiàn)：作為高性能的嵌入式CPU，ARM9可以看成一個高度濃縮的計算機系統(tǒng)，類似于分化出南橋芯片且有倍頻的計算機構(gòu)架！具體見下圖：


看了這些，應(yīng)該可以對計算機的總線有了一些認(rèn)識，更重要的是對ARM9的體系構(gòu)架有了更好地認(rèn)識！這里值得注意的是：ARM 的內(nèi)存芯片并沒有直接接在“內(nèi)存總線”上，而是通過內(nèi)存控制器間接地和“內(nèi)存總線”連接。