高速串行总线系列（5）总线的各种基础问题

总线概念

总线最开始是计算机里的概念，它表示计算机内部以及计算机之间传输数据的共同通道。
计算机中总线的分类可以有很多种方式，例如：按照功能可以分为
数据总线，地址总线，控制总线。
计算机中的总线有很多，例如ISA，PCI，SATA等。
在计算机之后出现的嵌入式系统中也沿用了总线的概念，并为了适应嵌入式的特定需求，制定了适用于嵌入式设备的总线标准，例如用于FPGA之间传输数据的Aurora总线，用于嵌入式设备之间数据传输的SRIO总线（例如FPGA与DSP之间数据传输）等。

常用术语

在了解某种总线标准时，必不可少地会接触到如下概念，例如总线传输速率、带宽等，类似的这些术语到底是什么意思呢？

总线位宽

顾名思义，总线位宽是指总线能够一次性传送的二进制数据位数，例如32bit、64bit等。

总线的工作频率

计算机以及嵌入式系统，都必须工作在一定的时钟下，时钟是嵌入式系统的心脏，顾名思义，总线的工作频率也即时钟频率。

总线带宽

总线带宽又称为总线数据传输速率，下面给出定义。
总线的带宽指的是单位时间内总线上传送的数据量，即每钞钟传送MB的最大稳态数据传输率。与总线密切相关的两个因素是总线的位宽和总线的工作频率，它们之间的关系： 总线的带宽=总线的工作频率*总线的位宽/8 ； 或者 总线的带宽=(总线的位宽/8 )/总线周期。
上述定义中，除8的原因是以字节Bps为单位，众所周知，一个字节是8bit位宽。如果不除以8，单位则是bps，串行总线常常以Gbps为单位。
为了更深刻体会这种定义，下面根据实际情况举几个例子：

• 1984年，IBM公司推出的第一款PC/AT总线，之后行业内又确立了以IBM PC/AT总线规范为基础的工业标准架构（Industry Standard Architecture）ISA总线。该种总线时钟频率为8MHz，总线位宽为8/16，因此最大总线带宽为16MBps。
• 1988年，各个厂商扩展ISA为32bit位宽，命名为EISA，但时钟频率仍然为8MHz，这样总线带宽变为了32MBps。
• 1993年提出的PCI总线，工作时钟频率为33MHZ，数据位宽为32bit，因此传输带宽为33*32/8，约为133MBps（33MHz为近似时钟频率）。
• 1999年，对PCI 64bit，66MHz总线的继承和发展后，PCI-SIG组织推出了PCIX 1.0版本，该总线使用时钟频率为133MHz，位宽为64bit，因此传输位宽为133*64/8，约为1066MBps（133MHz为近似时钟频率）。
• 2002年，对PCIX 1.0 版本进行升级为PCIX 2.0版本，总线时钟频率为133MHz，总线位宽为64bit，在这个标准中，首次加入了双倍读取速率，即DDR方式，在时钟的上升沿和下降沿都传送数据，使得数据速率
  提升了1倍，因此带宽为2133MBps。
• PCIX 2.0的成功，进而使得PCI-SIG组织推出了PCIX 3.0版本，工作时钟频率为1066MHz的高频上，由于频率过高，64bit数据同步异常困难，导致这种并行总线的落幕。
  好了，关于这种总线的历史发展就介绍到这里，至于之后的发展，是从PCIX发展到了PCIE串行总线了，串行总线解决了数据位宽过大，同步困难的问题。

写在最后

这一系列的高速总线系列文章，都是空闲时刻对资料的一点整理，没有什么深刻的内容，要知道写出深刻的内容是需要时间和精力的，对资料的整理，对资料的理解以及博客的组织表达等，因此本系列比较随意，仅仅是记录下当时的想法以及能够及时表达的东西，或是读书笔记，或是总结记录，或者感想等等。
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