跳转到内容

系统汇流排

本页使用了标题或全文手工转换
维基百科，自由的百科全书
单个中央处理器的系统汇流排例子

系统汇流排（英语：System Bus）是一个单独的电脑汇流排，是连接电脑系统的主要元件。这个技术的开发是用来降低成本和促进模组化。系统汇流排结合资料汇流排的功能来搭载资讯，位址汇流排来决定将资讯送往何处，控制汇流排来决定如何动作。虽然系统汇流排于1970年代至1980年代广受欢迎，但是现代的电脑却使用不同的分离汇流排来做更多特定需求用途。

背景

许多早期的电子式计算机都以1945年所公布的《EDVAC报告书的第一份草案》为基础。在此份报告中有著为人所熟知的范纽曼型架构，一个中央控制单元和算术逻辑单元被与电脑记忆体和输入输出功能一起组合形成一个储存程式计算机（英语：stored program computer）。[1]这份报告揭示了计算机的通用结构与理论模型，然而此一模型并未付诸实行。[2]很快的，有设计将控制单元与算术逻辑单元整合起来而成为后来为人所熟知的中央处理器。

在1950年代到1960年代，计算机的建构特别的风行。举例来说，中央处理器、记忆体与输入输出单元的元件中，将其中的每个或多个元件用导线所连接。工程师们使用一般性标准化导线捆绑技术并延伸其观念而成为回路基板（英语：backplane），进而将印刷电路板应用于早期的机器里。

“汇流排”这个名称早先就已经被使用于母线，它乘载并输送电力到电子机器的不同部分的元件，包含早期的机械式计算器。[3]

积体电路的出现极大的缩小了计算机元件的大小，而且汇流排也变得更标准化。标准化模组可以用更有秩序的方式来连接，也更容易开发与维护。

描述

为了提供更多低成本的模组化元件，记忆体与输入输出汇流排（和所需的控制与电力汇流排）有时会被组合成单独一体的系统汇流排。[4]电脑要小到可以塞进一个柜子中，模组化与成本就变得很重要（就如同顾客对于降价的期待）。迪吉多使用大量生产迷你电脑来进一步降低成本，将存储器映射输入输出放入记忆体汇流排，如此一来，装置就可以对应到记忆体中的位置。在大约1969年时，这被实现在PDP-11的Unibus（英语：Unibus）中，排除了分离式输入输出汇流排的需求。[5]即使电脑没有存储器映射输入输出，如PDP-8，也很快的与系统汇流排被实现出来，也允许模组被插入任意的插槽中。[6]一些作者声称这是新式流线型电脑架构的样式。[7]许多早期的微电脑（一般有著单独一颗积体电路型式的中央处理器）拥有单一的系统汇流排被建造出来，起始于大约1975年的Altair 8800电脑系统上的S-100汇流排（英语：S-100 bus）。[8] IBM PC在1981年使用工业标准结构汇流排为其系统汇流排。早期的被动式回路基板机型被标准放置中央处理器的主机板所取代，在系统汇流排的插槽上，可选择性的插上子板（英语：daughterboard）或是扩充卡。

使用系统汇流排的简单对称多处理

于1983年，Multibus（英语：Multibus）成为电机电子工程师学会的标准规格：IEEE standard 796。[9]于1989年，昇阳电脑开发SBus（英语：SBus）用来支援更小的扩充卡。[10]实现对称多处理的最容易的方式是插入更多的中央处理器于共享的系统汇流排上，这个方法被使用于1980年代。然而，共享汇流排很快的就变成瓶颈所在，并且有更多更复杂的连接技术被探索。[11]

双独立汇流排

当CPU设计发展更快的区域汇流排（英语：local bus）和更慢的周边汇流排（英语：peripheral bus），Intel采用双独立汇流排（英语：Dual Independent Bus，DIB）术语，使用外部的前端汇流排到主系统记忆体，和内部的后端汇流排于一个或多个中央处理器、CPU快取间。这个方式在1990年代中后期被使用于Pentium Pro和Pentium II产品上。[12]

主要汇流排的作用是在中央处理器、主记忆体、输入输出装置间沟通资料，被称为前端汇流排，而后端汇流排则是用来存取第二阶快取。现代的个人及伺服电脑使用高效率的内部连接技术，如HyperTransport和Intel QuickPath Interconnect，当系统汇流排架构继续使用于简单的嵌入式微处理器时。系统汇流排也可以单独成为一个积体电路而产生系统单晶片，例子有高级微控制器汇流排架构（AMBA），CoreConnect（英语：CoreConnect）和Wishbone（英语：Wishbone (computer bus)）。[13]

参见

参考文献

  1. ^ John von Neumann. First Draft of a Report on the EDVAC (PDF). June 30, 1945 [May 27, 2011]. （原始内容 (PDF)存档于2013年3月14日）.  Introduction and editing by Michael D. Godfrey, Stanford University, November 1992.
  2. ^ Michael D. Godfrey; D. F. Hendry. The Computer as von Neumann Planned It (PDF). IEEE Annals of the History of Computing. 1993, 15 (1): 11–21. doi:10.1109/85.194088. （原始内容 (PDF)存档于2011-08-25）. 
  3. ^ 美国专利第3,470,421号 "Continuous Bus Bar for Connector Plate Back Panel Machine Wiring" Donald L. Shore et al., Filed August 30, 1967, issued September 30, 1969.
  4. ^ Linda Null; Julia Lobur. The essentials of computer organization and architecture 3rd. Jones & Bartlett Learning. 2010: 36,199–203 [2013-06-14]. ISBN 978-1-4496-0006-8. （原始内容存档于2014-01-07）. 
  5. ^ C. Gordon Bell; R. Cady; H. McFarland; J. O'Laughlin; R. Noonan; W. Wulf. A New Architecture for Mini-Computers—The DEC PDP-11 (PDF). Spring Joint Computer Conference. 1970: 657–675 [2013-06-14]. （原始内容存档 (PDF)于2011-11-27）. 
  6. ^ Small Computer Handbook (PDF). Digital Equipment Corporation. 1973: 2–9 [2013-06-14]. （原始内容存档 (PDF)于2012-09-10）. 
  7. ^ Miles J. Murdocca; Vincent P. Heuring. Computer architecture and organization: an integrated approach. John Wiley & Sons. 2007: 11. ISBN 978-0-471-73388-1. 
  8. ^ Herbert R. Johnson. Origins of S-100 computers. [2013-06-14]. （原始内容存档于2012-07-28）. 
  9. ^ 796-1983— IEEE Standard Microcomputer System Bus. Institute of Electrical and Electronics Engineers. 1983 [May 25, 2011]. （原始内容存档于2013-06-05）. 
  10. ^ Edward H. Frank. The SBus: Sun's high performance system bus for RISC workstations. Compcon Spring '90: Intellectual Leverage. Thirty-Fifth IEEE Computer Society International Conference. February 26, 1990: 189–194. doi:10.1109/CMPCON.1990.63672. 
  11. ^ Donald Charles Winsor. Bus and Cache Memory Organization for Multiprocessors (PDF). University of Michigan Electrical Engineering department. 1989 [2013-06-14]. （原始内容存档 (PDF)于2012-01-28）.  Ph.D. dissertation.
  12. ^ Todd Langley and Rob Kowalczyk. Introduction to Intel Architecture: The Basics (PDF). "White paper". Intel Corporation. January 2009 [May 25, 2011]. （原始内容 (PDF)存档于2011年6月7日）. 
  13. ^ Rudolf Usselmann. OpenCores SoC Bus Review (PDF). January 9, 2001 [May 30, 2011]. （原始内容存档 (PDF)于2012-03-11）. 
检索自“https://zh.wikipedia.org/w/index.php?title=系統匯流排&oldid=81812873”