6.1.1 总线的基本概念
一个单处理器系统中的总线分为三类：
（1）CPU内部连接各寄存器及运算部件之间的总线，称为内部总线。
（2）CPU同计算机系统的其他高速功能部件，如存储器、通道等互相连接的总线，称为系统总线。
（3）中、低速I/O设备之间互相连接的总线，称为I/O总线。
1.总线的特性
物理特性 功能特性 电气特性 时间特性
2.总线的标准化
相同的指令系统，相同的功能，不同厂家生产的各功能部件在实现方法上几乎没有相同的，但各厂家生产的相同功能部件却可以互换使用。
【例6.1】（1）某总线在一个总线周期中并行传送4个字节的数据，假设一个总线周期等于一个总线时钟周期，总线时钟频率为33MHz，总线带宽是多少？（2）如果一个总线周期中并行传送64位数据，总线时钟频率升为66MHz，总线带宽是多少？
解：（1）设总线带宽用Dr表示，总线时钟周期用T=1/f表示，一个总线周期传送的数据量用D表示，根据定义可得：
Dr=D/T=D1/T=D×f=4B×33×106=132MB/S
（2）64位=8B
Dr=D/T=D×1/T=D×f=8B×66×106=528MB/S
6.1.2 总线的分类
1.片内总线
片内总线是指芯片内部的总线，如在CPU芯片内部，寄存器与寄存器之间、寄存器与算逻单元ALU之间都由片内总线连接。
2.系统总线
系统总线是指CPU、主存、I/O设备（通过I/O接口）各大部件之间的信息传输线。由于这些部件通常都安放在主板或各个插件板（插卡）上，故又称板级总线（在一块电路板上各芯片间的连线）或板间总线。
按系统总线传输信息的不同，又可分为三类：数据总线、地址总线和控制总线。
3.通信总线
这类总线用于计算机系统之间或计算机系统与其他系统(如控制仪表、移动通信等)之间的通信。
6.1.3总线的结构
根据连接方式不同，单机系统中采用的总线结构有两种基本类型：①单总线结构：②多总线结构。
1.单总线结构
在许多单处理器的计算机中，使用单一的系统总线来连接CPU、主存和I/O设备，叫做单总线结构。
单总线结构中，要求连接到总线上的逻辑部件必须高速运行，以便在某些设备需要使用总线时，能迅速获得总线控制权；而当不再使用总线时，能迅速放弃总线控制权。单总线结构容易扩展成多CPU系统。
2.多总线结构
单总线系统中，由于所有的高速设备和低速设备都挂在同一个总线上，且总线只能分时工作，即某一时间只能允许一对设备之间传送数据，这就使信息传送的效率和吞吐量受到极大限制。为此出现了图6.2所示的多总线系统结构。
6.1.4 总线的内部结构
早期总线的内部结构如图6.3所示。它实际上是处理器芯片引脚的延伸，是处理器与I/0设备适配器的通道。
这些线按其功能可分为三类：地址线、数据线和控制线。地址线是单向的，用来传送主存与设备的地址；数据线是双向的，用来传送数据；控制线对每一根线来讲是单向的（CPU发向接口，或接口发向CPU），用来指明数据传送的方向（存储器读、存储器写、I/0读、I/O写），中断控制（请求、识别）和定时控制等。
图6.4示出了当代流行的总线内部结构，它是一些标准总线，追求与结构、CPU、技术无关的开发标准，并满足包括多个CPU在内的主控者的环境要求。
l 数据传送总线：由地址线、数据线、控制线组成。其结构与图6.3中的简单总线相似，但一般是32条地址线，32或64条数据线。为了减少布线，64位数据的低32位数据线常常和地址线采用多路复用方式。
l 仲裁总线：包括总线请求线和总线授权线。
l 中断和同步总线：用于处理带优先级的中断操作，包括中断请求线和中断认可线。
公用线：包括时钟信号线、电源线、地线、系统复位线以及加电或断电的时序信号线等。
