总线

总线（Bus）是指计算机组件间规范化的交换数据（data）的方式，即以一种通用的方式为各组件提供数据传送和控制逻辑。从另一个角度来看，如果说主板（Mother Board）是一座城市，那么总线就像是城市里的公共汽车（bus），能按照固定行车路线，传输来回不停运作的比特（bit）。这些线路在同一时间内都仅能负责传输一个比特。因此，必须同时采用多条线路才能发送更多资料，而总线可同时传输的资料数就称为宽度（width），以比特为单位，总线宽度愈大，传输性能就愈佳。总线的带宽（即单位时间内可以传输的总资料数）为：总线带宽 = 频率×宽度（Bytes/sec）wiki。总线含义很广，它不仅仅是指用于数据交换的通道，有时也包含了软件硬件架构。比如 PCI 总线、USB 总线，它们不仅仅是指主板上的某个接口，还包含了与之相对应的整套硬件模型、软件架构。

按照数据传递的方向，总线可以分为单向总线和双向总线。双向总线也称为双工总线。双工总线又可分为半双工总线和全双工总线。半双工总线是指在一个时间段内，数据只能从一个方向传送到另一个方向，数据不能同时在两个方向传递。全双工总线是指数据可以同时在两个方向传递。全双工总线包含两组数据线，分别用于两个方向的数据传输。

按照总线使用的信号类型，总线可以分为并行总线和串行总线，并行总线包含多位传输线，在同一时刻可以传输多位数据，而串行总线只使用一位传输线，同一时刻只传输一位数据。按照总线在计算机系统中所处的物理位置，总线可以分为片上总线、内存总线、系统总线和设备总线。片上总线是指芯片片内互连使用的总线。芯片在设计时，常常要分为多个功能模块，这些功能模块之间的连接即采用片上互连总线，比如广泛使用的 ARM 公司的 AMBA 系列总线。内存总线用于连接处理器和主存储器，由数据总线与地址总线构成。系统总线通常用于处理器与桥片的连接，同时也作为多处理器间的连接以构成多路系统。英特尔处理器所广泛采用的 QPI（Quick Pathnterconnect）接口及在 QPI 之前的 FSB（Front SideBus），还有 AMD 处理器所广泛采用的 HT（HyperTransport）接口都属于系统总线。系统总线是处理器与其他芯片进行数据交换的主要通道，系统总线的数据传输能力对计算机整体性能影响很大。如果没有足够带宽的系统总线，计算机系统的外设访问速度会明显受限，类似于显示、存储、网络等设备的交互都会受到影响。设备总线用于计算机系统中与 IO 设备的连接。PCI（Peripheral Component Interconnect）总线是一种对计算机体系结构连接影响深远并广泛应用的设备总线。PCIE（PCI Express）可以被看作 PCI 总线的升级版本，兼容 PCI 软件架构。PCIE 总线被广泛地用作连接设备的通用总线，在现有计算机系统中已经基本取代了 PCI 的位置。

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