双向总线

计算机术语

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。按照总线信息传送方向区分，总线可以分为单向总线和双向总线两种。双向总线是指连接总线的任何一个部件可以有选择地向总线上的任何一个部件发送信息，也可以有选择地向接收总线上任何一个部件发来的信息。

简介

双向总线是指连接总线的任何一个部件既可以选择发送信息又可以选择地向接收信息，是一种具有双向传输能力的计算机总线。与之相反是单向总线，即连接总线的某些部件只能有选择地将信息传向另一些部件。地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)是单向总线，而数据总线是双向总线。

数据总线

数据总线DB用于传送数据信息。数据总线是双向三态形式的总线，即它既可以把CPU的数据传送到存储器或输入输出接口等其它部件，也可以将其它部件的数据传送到CPU。数据总线的位数是微型计算机的一个重要指标，通常与微处理的字长相一致。例如Intel8086微处理器字长16位，其数据总线宽度也是16位。需要指出的是，数据的含义是广义的，它可以是真正的数据，也可以是指令代码或状态信息，有时甚至是一个控制信息，因此，在实际工作中，数据总线上传送的并不一定仅仅是真正意义上的数据。常见的数据总线为ISA、EISA、VESA、PCI等。

总线特性

由于总线是连接各个部件的一组信号线。通过信号线上的信号表示信息，通过约定不同信号的先后次序即可约定操作如何实现。总线的特性如下：

物理特性

物理特性又称为机械特性，指总线上部件在物理连接时表现出的一些特性，如插头与插座的几何尺寸、形状、引脚个数及排列顺序等。

功能特性

功能特性是指每一根信号线的功能，如地址总线用来表示地址码。数据总线用来表示传输的数据，控制总线表示总线上操作的命令、状态等。

电气特性

电气特性是指每一根信号线上的信号方向及表示信号有效的电平范围，通常，由主设备（如CPU）发出的信号称为输出信号（OUT），送入主设备的信号称为输入信号（IN）。通常数据信号和地址信号定义高电平为逻辑1、低电平为逻辑0，控制信号则没有俗成的约定，如WE表示低电平有效、Ready表示高电平有效。不同总线高电平、低电平的电平范围也无统一的规定，通常与TTL是相符的。

时间特性

时间特性又称为逻辑特性，指在总线操作过程中每一根信号线上信号什么时候有效，通过这种信号有效的时序关系约定，确保了总线操作的正确进行。

为了提高计算机的可拓展性，以及部件及设备的通用性，除了片内总线外，各个部件或设备都采用标准化的形式连接到总线上，并按标准化的方式实现总线上的信息传输。而总线的这些标准化的连接形式及操作方式，统称为总线标准。如ISA、PCI、USB总线标准等，相应的，采用这些标准的总线为ISA总线、PCI总线、USB总线等。

常见双向总线

ISA总线

这是为在 1984 年推出的 80286 型微机而设计的总线结构。其总线的带宽为 8 位，最高传输速率为 2 Mb/s。之后不久又推出了 16 位的(EISA)总线，其最高传输速率为 8 Mb/s，后又升至 16 Mb/s，能连接 12 台设备。

EISA总线

到 20 世纪 80 年代末期， ISA 总线已难于满足带宽和传输速率的要求，于是人们又开发出扩展 ISA(EISA)总线，其带宽为 32 位，总线的传输速率高达 32 Mb/s，同样可以连接 12台外部设备。

ESA总线

ESA(Video Electronic Standard Association)总线的设计思想是以低价位迅速占领市场。VESA 总线的带宽为 32 位，最高传输速率为 132 Mb/s。它在 20 世纪 90 年代初被推出时，广泛应用于 486 微机中。但 VESA 总线仍存在较严重的缺点，比如，它所能连接的设备数仅为 2～4 台，在控制器中无缓冲，故难于适应处理器速度的不断提高，也不能支持后来出现的 Pentium 微机。

PCI总线

随着 Pentium 系列芯片的推出，Intel 公司分别在 1992 年和 1995 年颁布了 PCI 总线的V1.0 和 V2.1 规范，后者支持 64 位系统。PCI 在 CPU 和外设间插入一复杂的管理层，用于协调数据传输和提供一致的接口。在管理层中配有数据缓冲，通过该缓冲可将线路的驱动能力放大，使 PCI 最多能支持 10 种外设，并使高时钟频率的 CPU 能很好地运行，最大传输速率可达 132 Mb/s。PCI 既可连接 ISA、EISA 等传统型总线，又可支持 Pentium 的 64 位系统，是基于奔腾等新一代微处理器而发展的总线。

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