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:所有設備都被限定在一個通用時鐘頻率(Clock Frequency)上面,整個系統的速度會被系統中最慢的設備限制,系統的整體性能無法提高。
南橋誕生(I/ O總線誕生 )
1987 年,康柏(Compaq)公司想到一個辦法: 將系統總線與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和內存工作在系統總線上(the System Bus),獨立於所有的I/O設備。這樣高速的CPU/RAM組件就擺脫了低速I/O設備的束縛。
這裏的Bridge,就是現在的南橋
(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的發展迅猛,頻率大幅攀升。內存開始變得跟不上CPU的發展步伐了。Intel 於是決定在80486中引入倍頻(Clock Doubler)的概念。內存依舊工作在系統總線上,與系統總線保持同樣的工作頻率,而CPU的內部工作頻率(CPU主頻)是:
CPU 主頻 = 外頻(系統總線頻率System Bus Frequency)* 倍頻 (Clock doubler) |
北橋和前端總線的誕生
PC結構的變化趨勢是把低速設備 與高速設備 用隔離總線的方法進行隔離。而發展到後來,就演變出了北橋(North Bridge)芯片 。內存與北橋間的總線稱爲內存總線 ,把CPU與北橋間連接的這段總線成爲前端總線 (Front Side Bus,FSB), 也就是系統總線 (System Bus )!
PC中的I/O總線
通過上面的文章,我們知道的總線的演變過程。現在專門來講講I/O總線。
總線:用來傳送信號或能量的構造器。
系統 I/O 總線將指令從內存傳導至與輸入/輸出處理器(IOP) 相連的設備。系統 I/O 總線還會將指令從 IOP 傳導回內存。
以下的內容來自《認識物理I/O構件- 主機I/O總線(1)》 ,這篇文章寫得很好。感謝文章作者!
在數據離開系統內存總線後,它通常傳輸到另一條總線:主機I / O總線。現在最常見的主機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總線實現了幾種重要的功能,包括:
允許加入新的插卡。
允許從內存總線輸入和輸出數據。
允許在插卡之間傳輸數據 。
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ARM處理器的內部總線
認真研究ARM9(以s3c2410爲例)的結構框圖,你會發現:作爲高性能的嵌入式CPU,ARM9可以看成一個高度濃縮的計算機系統,類似於分化出南橋芯片且有倍頻的計算機構架!具體見下圖: