雙向總線

雙向總線是指連接總線的任何一個部件既可以選擇發送信息又可以選擇地向接收信息，是一種具有雙向傳輸能力的計算機總線。與之相反是單向總線，即連接總線的某些部件只能有選擇地將信息傳向另一些部件。地址總線(Address Bus)和控制總線(Control Bus)是單向總線，而數據總線是雙向總線。

數據總線DB用於傳送數據信息。數據總線是雙向三態形式的總線，即它既可以把CPU的數據傳送到存儲器或輸入輸出接口等其它部件，也可以將其它部件的數據傳送到CPU。數據總線的位數是微型計算機的一個重要指標，通常與微處理的字長相一致。例如Intel8086微處理器字長16位，其數據總線寬度也是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僅僅是真正意義上的數據。常見的數據總線為ISA、EISA、VESA、PCI等。

由於總線是連接各個部件的一組信號線。通過信號線上的信號表示信息，通過約定不同信號的先後次序即可約定操作如何實現。總線的特性如下：

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。

功能特性是指每一根信號線的功能，如地址總線用來表示地址碼。數據總線用來表示傳輸的數據，控制總線表示總線上操作的命令、狀態等。

電氣特性是指每一根信號線上的信號方向及表示信號有效的電平範圍，通常，由主設備（如CPU）發出的信號稱為輸出信號（OUT），送入主設備的信號稱為輸入信號（IN）。通常數據信號和地址信號定義高電平為邏輯1、低電平為邏輯0，控制信號則沒有俗成的約定，如WE表示低電平有效、Ready表示高電平有效。不同總線高電平、低電平的電平範圍也無統一的規定，通常與TTL是相符的。

時間特性又稱為邏輯特性，指在總線操作過程中每一根信號線上信號什麼時候有效，通過這種信號有效的時序關係約定，確保了總線操作的正確進行。

為了提高計算機的可拓展性，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總線標準等，相應的，採用這些標準的總線為ISA總線、PCI總線、USB總線等。

這是為在 1984 年推出的 80286 型微機而設計的總線結構。其總線的帶寬為 8 位，最高傳輸速率為 2 Mb/s。之後不久又推出了 16 位的(EISA)總線，其最高傳輸速率為 8 Mb/s，後又升至 16 Mb/s，能連接 12 台設備。

到 20 世紀 80 年代末期， ISA 總線已難於滿足帶寬和傳輸速率的要求， 於是人們又開發出擴展 ISA(EISA)總線，其帶寬為 32 位，總線的傳輸速率高達 32 Mb/s，同樣可以連接 12台外部設備。

ESA(Video Electronic Standard Association)總線的設計思想是以低價位迅速佔領市場。VESA 總線的帶寬為 32 位，最高傳輸速率為 132 Mb/s。它在 20 世紀 90 年代初被推出時，廣泛應用於 486 微機中。但 VESA 總線仍存在較嚴重的缺點，比如，它所能連接的設備數僅為 2～4 台，在控制器中無緩衝，故難於適應處理器速度的不斷提高，也不能支持後來出現的 Pentium 微機。

隨着 Pentium 系列芯片的推出，Intel 公司分別在 1992 年和 1995 年頒佈了 PCI 總線的V1.0 和 V2.1 規範，後者支持 64 位系統。PCI 在 CPU 和外設間插入一複雜的管理層，用於協調數據傳輸和提供一致的接口。在管理層中配有數據緩衝，通過該緩衝可將線路的驅動能力放大，使 PCI 最多能支持 10 種外設，並使高時鐘頻率的 CPU 能很好地運行，最大傳輸速率可達 132 Mb/s。PCI 既可連接 ISA、EISA 等傳統型總線，又可支持 Pentium 的 64 位系統，是基於奔騰等新一代微處理器而發展的總線。