地址匯流排:基本信息,技術指標,操作過程,技術規範,標準分類,發展歷程,

地址匯流排 (Address Bus；又稱：位址匯流排) 屬於一種電腦匯流排（一部份），是由CPU 或有DMA 能力的單元，用來溝通這些單元想要存取（讀取/寫入）電腦記憶體元件/地方的實體位址。

基本介紹

中文名：地址匯流排
外文名：Address Bus
所屬學科：計算機科學與技術

基本信息,技術指標,操作過程,技術規範,標準分類,發展歷程,

基本信息

地址匯流排（Address Bus）是一種計算機匯流排，是CPU或有DMA能力的單元，用來溝通這些單元想要訪問（讀取/寫入）計算機記憶體組件/地方的物理地址。

數據匯流排的寬度，隨可定址的記憶體組件大小而變，決定有多少的記憶體可以被訪問。

舉例來說：一個 16位元寬度的位址匯流排 (通常在 1970年和 1980年早期的 8位元處理器中使用) 到達 2 的 16 次方 = 65536 = 64 KB 的記憶體位址，而一個 32位單元位址匯流排 (通常在像現今 2004年的 PC 處理器中) 可以定址到 4,294,967,296 = 4 GB 的位址。但現在很多計算機記憶體已經大於4G（windows XP x32位系統最大只能識別3.29G，所以要使用4G以上大記憶體就要用windows x64位系統）。所以目前主流的計算機都是64位的處理器也就是說可以定址到2^64=16X10^18=16EB的位址，在很長一段時間內這個數字是用不完的。

在大多數的微電腦(微計算機)中，可定址的元件都是 8 位元的 "位元組" (所以 "K" 在這情況像相等於 "KB" 或 kilobyte)，有很多的電腦例子是以更大的資料區塊當作他們實體上最小的可定址元件，像是大型主機、超級電腦、以及某些工作站的CPU。

地址匯流排AB是專門用來傳送地址的，由於地址只能從CPU傳向外部存儲器或I/O連線埠，所以地址匯流排總是單向三態的，這與數據匯流排不同。地址匯流排的位數決定了CPU可直接定址的記憶體空間大小，比如8位微機的地址匯流排為16位，則其最大可定址空間為2^16=64KB，16位微型機的地址匯流排為20位，其可定址空間為2^20=1MB。一般來說，若地址匯流排為n位，則可定址空間為2^n位。

技術指標

1、匯流排的頻寬（匯流排數據傳輸速率）

匯流排的頻寬指的是單位時間內匯流排上傳送的數據量，即每鈔鐘傳送MB的最大穩態數據傳輸率。與匯流排密切相關的兩個因素是匯流排的位寬和匯流排的工作頻率，它們之間的關係：

2、匯流排的位寬

匯流排的位寬指的是匯流排能同時傳送的二進制數據的位數，或數據匯流排的位數，即32位、64位等匯流排寬度的概念。匯流排的位寬越寬，每秒鐘數據傳輸率越大，匯流排的頻寬越寬。

3、匯流排的工作頻率

匯流排的工作時鐘頻率以MHZ為單位，工作頻率越高，匯流排工作速度越快，匯流排頻寬越寬。

匯流排頻寬的計算方法：匯流排的頻寬=匯流排的工作頻率*匯流排的位寬/8。

例如：對於64位、800MHz的前端匯流排，它的數據傳輸率就等於6.4GB/s=64bit×800MHz÷8(Byte)；32位、33MHz PCI匯流排的數據傳輸率就是132MB/s=32bit×33MHz÷8(Byte)，等等

操作過程

地址匯流排一個操作過程是完成兩個模組之間傳送信息，啟動操作過程的是主模組，另外一個是從模組。某一時刻匯流排上只能有一個主模組占用匯流排。

匯流排的操作步驟：主模組申請匯流排控制權，匯流排控制器進行裁決。

數據傳送的錯誤檢查：主模組得到匯流排控制權後定址從模組，從模組確認後進行數據傳送。

匯流排定時協定：定時協定可保證數據傳輸的雙方操作同步，傳輸正確。定時協定有三種類型：

同步匯流排定時：匯流排上的所有模組共用同一時鐘脈衝進行操作過程的控制。各模組的所有動作的產生均在時鐘周期的開始，多數動作在一個時鐘周期中完成。

異步匯流排定時：操作的發生由源或目的模組的特定信號來確定。匯流排上一個事件發生取決前一事件的發生，雙方相互提供聯絡信號。

匯流排定時協定

半同步匯流排定時：匯流排上各操作的時間間隔可以不同，但必須是時鐘周期的整數倍，信號的出現，採樣與結束仍以公共時鐘為基準。ISA匯流排採用此定時方法。

數據傳輸類型：分單周方式和突發（burst）方式。

單周期方式：一個匯流排周期只傳送一個數據。

數據傳輸類型：

突發方式：取得主線控制權後進行多個數據的傳輸。定址時給出目的地首地址，訪問第一個數據，數據2、3到數據n的地址在首地址基礎上按一定規則自動定址（如自動加1）。

技術規範

地址匯流排是一類信號線的集合是模組間傳輸信息的公共通道，通過它，計算機各部件間可進行各種數據和命令的傳送。為使不同供應商的產品間能夠互換，給用戶更多的選擇，匯流排的技術規範要標準化。

匯流排的標準制定要經周密考慮，要有嚴格的規定。匯流排標準（技術規範）包括以下幾部分：

機械結構規範：模組尺寸、匯流排插頭、匯流排接外掛程式以及安裝尺寸均有統一規定。

功能規範：匯流排每條信號線（引腳的名稱）、功能以及工作過程要有統一規定。

電氣規範：匯流排每條信號線的有效電平、動態轉換時間、負載能力等。

標準分類

ISA匯流排

ISA（Industrial Standard Architecture）匯流排標準是IBM公司1984年為推出PC/AT機而建立的系統匯流排標準，所以也叫AT匯流排。它是對XT匯流排的擴展，以適應8/16位數據匯流排要求。它在80286至80486時代套用非常廣泛，以至於奔騰機中還保留有ISA匯流排插槽。ISA匯流排有98隻引腳。

EISA匯流排

EISA匯流排是1988年由Compaq等9家公司聯合推出的匯流排標準。它是在ISA匯流排的基礎上使用雙層插座，在原來ISA匯流排的98條信號線上又增加了98條信號線，也就是在兩條ISA信號線之間添加一條EISA信號線。在實用中，EISA匯流排完全兼容ISA匯流排信號。

VESA匯流排

VESA（Video Electronics Standard Association）匯流排是1992年由60家附屬檔案卡製造商聯合推出的一種局部匯流排，簡稱為VL（VESA Localbus）匯流排。它的推出為微機系統匯流排體系結構的革新奠定了基礎。該匯流排系統考慮到CPU與主存和Cache的直接相連，通常把這部分匯流排稱為CPU匯流排或主匯流排，其他設備通過VL匯流排與CPU匯流排相連，所以VL匯流排被稱為局部匯流排。

PCI匯流排

PCI（Peripheral Component Interconnect）匯流排是當前最流行的匯流排之一，它是由Intel公司推出的一種局部匯流排。它定義了32位數據匯流排，且可擴展為64位。PCI匯流排主機板插槽的體積比原ISA匯流排插槽還小，其功能比VESA、ISA有極大的改善，支持突發讀寫操作，最大傳輸速率可達132MB/s，可同時支持多組外圍設備。

CompactPCI

“以上所列舉的幾種系統匯流排一般都用於商用PC機中，在計算機系統匯流排中，還有另一大類為適應工業現場環境而設計的系統匯流排，比如STD匯流排、VME匯流排、PC/104匯流排等。這裡僅介紹當前工業計算機的熱門匯流排之一：CompactPCI。”

發展歷程

地址匯流排的詳細發展歷程，包括早期的PC匯流排和ISA匯流排、PCI/AGP匯流排、PCI-X匯流排以及主流的PCIExpress、HyperTransport高速串列匯流排。從PC匯流排到ISA、PCI匯流排，再由PCI進入PCIExpress和HyperTransport體系，計算機在這三次大轉折中也完成三次飛躍式的提升。與這個過程相對應，計算機的處理速度、實現的功能和軟體平台都在進行同樣的進化，顯然，沒有匯流排技術的進步作為基礎，計算機的快速發展就無從談起。業界站在一個嶄新的起點：PCIExpress和HyperTransport開創了一個近乎完美的匯流排架構。而業界對高速匯流排的渴求也是無休無止，PCIExpress2.0和HyperTransport3.0都將提上日程，它們將會再次帶來效能提升。在計算機系統中，各個功能部件都是通過地址匯流排定址，匯流排的速度對系統性能有著極大的影響。而也正因為如此，匯流排被譽為是計算機系統的神經中樞。但相比CPU、顯示卡、記憶體、硬碟等功能部件，匯流排技術的提升步伐要緩慢得多。在PC發展的二十餘年歷史中，匯流排只進行三次更新換代，但它的每次變革都令計算機的面貌煥然一新。

地址匯流排