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外部總線

鎖定
ExternalBus(外部總線) ,通常所説的總線(Bus)指片外總線,是CPU與內存RAM、ROM和輸入/輸出設備接口之間進行通訊的通路,也稱系統總線.
中文名
外部總線
外文名
ExternalBus
別    名
系統總線
採    用
RS-485串行總線標準

目錄

外部總線分類

RS-232-C總線
----RS-232-C美國電子工業協會EIA(Electronic Industry Association)制定的一種串行物理接口標準。RS是英文“推薦標準”的縮寫,232為標識號,C表示修改次數。RS-232-C總線標準設有25條信號線,包括一個主通道和一個輔助通道,在多數情況下主要使用主通道,對於一般雙工通信,僅需幾條信號線就可實現,如一條發送線、一條接收線及一條地線。RS-232-C標準規定的數據傳輸速率為每秒50、75、 100、150、300、600、1200、2400、4800、9600、19200波特。RS-232-C標準規定,驅動器允許有2500pF的電容負載,通信距離將受此電容限制,例如,採用150pF/m的通信電纜時,最大通信距離為15m;若每米電纜的電容量減小,通信距離可以增加。傳輸距離短的另一原因是RS-232屬單端信號傳送,存在共地噪聲和不能抑制共模干擾等問題,因此一般用於20m以內的通信。
RS-485總線
----在要求通信距離為幾十米到上千米時,廣泛採用RS-485 串行總線標準。RS-485採用平衡發送和差分接收,因此具有抑制共模干擾的能力。加上總線收發器具有高靈敏度,能檢測低至200mV的電壓,故傳輸信號能在千米以外得到恢復。 RS-485採用半雙工工作方式,任何時候只能有一點處於發送狀態,因此,發送電路須由使能信號加以控制。RS-485用於多點互連時非常方便,可以省掉許多信號線。應用RS-485 可以聯網構成分佈式系統,其允許最多並聯32台驅動器和32台接收器。
IEEE-488總線
----上述兩種外部總線是串行總線,而IEEE-488 總線是並行總線接口標準。IEEE-488總線用來連接系統,如微計算機、數字電壓表、數碼顯示器等設備及其他儀器儀表均可用IEEE-488總線裝配起來。它按照位並行、字節串行雙向異步方式傳輸信號,連接方式為總線方式,儀器設備直接並聯於總線上而不需中介單元,但總線上最多可連接15台設備。最大傳輸距離為20米,信號傳輸速度一般為500KB/s,最大傳輸速度為1MB/s。
USB總線
---通用串行總線USB(universal serial bus)是由Intel、 Compaq、Digital、IBM、Microsoft、NEC、Northern Telecom等7家世界著名的計算機和通信公司共同推出的一種新型接口標準。它基於通用連接技術,實現外設的簡單快速連接,達到方便用户、降低成本、擴展PC連接外設範圍的目的。它可以為外設提供電源,而不像普通的使用串、並口的設備需要單獨的供電系統。另外,快速是USB技術的突出特點之一,USB的最高傳輸率可達12Mbps比串口快100倍,比並口快近10倍,而且USB還能支持多媒體

外部總線發展史

本節之所以叫外部總線發展史,是由於老虎將各種總線劃分為了內部總線和外部總線,而劃分的依據就是總線與處理器之間的關係,直接與CPU連接的稱為內部總線,通過北橋與處理器通訊的稱為外部總線。
ISA總線
(Industry Standard Architecture)
最早的PC總線是IBM公司1981年在PC/XT 電腦採用的系統總線,它基於8bit的8088 處理器,被稱為PC總線或者PC/XT總線。
1984年,IBM 推出基於16-bit Intel80286處理器的PC/AT 電腦,系統總線也相應地擴展為16bit,並被稱呼為PC/AT 總線。而為了開發與IBM PC 兼容的外圍設備,行業內便逐漸確立了以IBM PC 總線規範為基礎的ISA(工業標準架構:Industry Standard Architecture )總線。
ISA總線最大傳輸速率僅為8MB/s 因此它的弱點也是顯而易見的,傳輸速率過低、CPU佔用率高、佔用硬件中斷資源等,很快使ISA總線在飛速發展的計算機技術中成為瓶頸。
因此在1988年,康柏、惠普等9個廠商協同把ISA 擴展到32-bit,這就是著名的EISA(Extended ISA,擴展ISA)總線。EISA 總線的工作頻率仍舊僅有8MHz ,並且與8/16bit 的ISA總線完全兼容,由於是32-bit 總線的緣故,帶寬提高了一倍,達到了32MB/s .可惜的是,EISA 仍舊由於速度有限,並且成本過高,在還沒成為標準總線之前,在20世紀90年代初的時候,就給PCI 總線給取代了。
(Peripheral Component Interconnect)
由於ISA/EISA總線速度緩慢,一度出現CPU 的速度甚至還高過總線的速度,造成硬盤、顯示卡還有其它的外圍設備只能通過慢速並且狹窄的瓶頸來發送和接受數據,使得整機的性能受到嚴重的影響。為了解決這個問題,1992年Intel 在發佈486處理器的時候,也同時提出了32-bit 的PCI(周邊組件互連)總線。
最早提出的PCI 總線工作在33MHz 頻率之下,傳輸帶寬達到了133MB/s(33MHz X 32bit/8),比ISA 總線有了極大的改善,基本上滿足了當時處理器的發展需要。計算機上廣泛採用的是這種32-bit、33MHz 的PCI 總線。
AGP 總線
(Accelerated Graphics Port)
PCI 總線是獨立於CPU 的系統總線,可將顯示卡、聲卡網卡硬盤控制器等高速的外圍設備直接掛在CPU 總線上,打破了瓶頸,使得CPU 的性能得到充分的發揮。可惜的是,由於PCI 總線只有133MB/s 的帶寬,對付聲卡、網卡、視頻卡等絕大多數輸入/輸出設備也許顯得綽綽有餘,但對於胃口越來越大的3D 顯卡卻力不從心,併成為了制約顯示子系統和整機性能的瓶頸。因此,PCI 總線的補充——AGP 總線就應運而生了。
Intel 於1996年7月正式推出了AGP( 加速圖形接口,Accelerated Graphics Port)接口 ,這是顯示卡專用的局部總線,是基於PCI 2.1 版規範並進行擴充修改而成,工作頻率為66MHz ,1X 模式下帶寬為266MB/S,是PCI 總線的兩倍。後來依次又推出了AGP 2X 、AGP4X,現在則是AGP 8X ,傳輸速度達到了2.1GB/S。
PCI-Express
然而時光飛逝,轉眼就到了2004年,新的技術和設備層出不窮,特別是遊戲和多媒體應用越來越廣泛,PCI 的工作頻率帶寬都已經無法滿足需求。此外,PCI 還存在IRQ 共享衝突,只能支持有限數量設備等問題。
外部總線 外部總線
在經歷了長達10年的修修補補,PCI 總線已經無法滿足電腦性能提升的要求,必須由帶寬更大、適應性更廣、發展潛力更深的新一代總線取而代之,這就是PCI-Express 總線。 Intel 在2001年春季的IDF上,正式公佈了旨在取代PCI總線的第三代I/O 技術,最後卻被正式命名為PCI- Express ,Express 意思是高速、特別快的意思。
2002年7月23日,PCI-SIG 正式公佈了PCI Express 1.0 規範,並且根據開發藍圖,在2006年的時候正式推出PCI Express2.0規範

外部總線小結

經歷着這麼三代半(AGP總線只是一種增強型的PCI總線)的發展,PC的外部總線終於發展到我們現在看到的PCI-E 2.0,提供了比以往總線大得多的帶寬。至於今後總線發展的方向,相信會隨着人們對帶寬需要的不斷增加,而很快來出現。 [1] 
參考資料