Versuch, ein Bild von Computerbussen zu verstehen

Question

Auf diesem Bild vonhttp://en.kioskea.net/contents/pc/bus.php3das erklärt die Busse in einem Computer

1. Ich frage mich, ob die schwarze Linie von der CPU zur South Bridge auch ein Bus ist. Auf dem Bild ist er nicht benannt, und wie heißt er?

2. Sind diese kurzen schwarzen Leitungen von LAN, SCSI, ISA, USB, IDE auch Busse und wie heißen sie?

   Beachten Sie, dass die schwarzen Linien, die vom Level-2-Cache, AGP und RAM stammen, im Bild jeweils als Prozessorbus, AGP-Bus und Speicherbus bezeichnet werden.

3. Kreuzt die schwarze Linie von der CPU zur South Bridge sowohl den PCI-Bus als auch den Prozessorbus?

4. Wie ist der Datenfluss?

   Sind beispielsweise meine folgenden Erkenntnisse richtig?

   Von der CPU zum Level-2-Cache ist die Route die schwarze Linie, die von der CPU und dem Prozessorbus ausgeht.

   Von der CPU zum AGP oder RAM ist die Route die schwarze Linie, die von CPU, North Bridge und AGP-Bus oder Speicherbus ausgeht.

   Von der CPU zum LAN oder SCSI ist der Weg die schwarze Linie, die von der CPU, der North Bridge und dem PCI-Bus kommt, und die schwarze Linie, die vom LAN oder SCSI kommt.

   Von der CPU zu ISA, USB und IDE ist der Weg die schwarze Linie, die von CPU, North Bridge, South Bridge kommt, und die schwarze Linie, die von ISA, USB oder IDE kommt.

   Wie sieht der Datenfluss zwischen Nicht-CPU-Komponenten aus?

Danke!

Answer 1

Ein Bus ist lediglich ein Kommunikationsmedium mit folgenden Eigenschaften:

• Es können mehrere Entitäten damit verbunden werden
• Wenn eine Entität eine Nachricht sendet oder „etwas tut“ an den Bus, kann jede andere Entität es sehen
• Es passieren schlimme Dinge, wenn zwei Entitäten gleichzeitig versuchen zu kommunizieren.
• Damit alle Komponenten am Bus über ein System verfügen, das sie abwechselnd nutzen können, ist ein Protokoll oder ein Regelwerk erforderlich. Normalerweise ist dieses Protokoll je nach Zweck und Geschwindigkeit des Busses unterschiedlich.
• Es wird eine Art Adressierungsschema verwendet, bei dem Geräte mitteilen können, wer sie sind und mit wem sie kommunizieren möchten
• Es kann schlimme Dinge passieren, wenn mehrere Entitäten die gleiche Adresse haben
• Zumindest müssen Entitäten, die über den Bus „sprechen“ möchten, prüfen, ob Aktivität stattfindet, bevor sie versuchen, Daten darüber zu senden.
• Entitäten, die auf dem Bus „mithören“ möchten, müssen im Allgemeinen auf ihre eigene Adresse hören und nur die für sie bedeutsamen Daten abgreifen.

Wenn Sie sich mit Netzwerken auskennen, wird Ihnen das meiste davon bekannt vorkommen, das Konzept ist ziemlich ähnlich.

Die hellblauen Linien stellen einen Bus dar. Die dunkelblauen Linien stellen dar, was mit dem Bus verbunden ist.

Um Ihre Fragen zu beantworten:

1. Für mich sieht es so aus, als ob die CPU den Prozessorbus, die Northbridge und den PCI-Bus durchlaufen muss, um zur Southbridge zu gelangen.
2. Ich glaube, sie stellen Verbindungen zu den Bussen dar. Für mich sieht es so aus, als würden die Beschriftungen die dickeren hellblauen Linien identifizieren. Das Diagramm könnte meiner Meinung nach etwas besser sein. Beachten Sie, dass AGP für „Accelerated Graphics“ (Beschleunigte Grafik) steht.Hafen" - technisch gesehen ist es kein Bus, da hier keine mehreren Komponenten eine Rolle spielen (einer der Gründe, warum AGP erfunden wurde). Für die Software erscheint es jedoch wie ein weiterer PCI-Bus.
3. Ich denke schon. Soweit ich mich erinnere, müssen Gerätetreiber programmgesteuert mit dem PCI-Bus interagieren, um auf Southbridge-Komponenten zugreifen zu können.
4. Siehe meinen ersten Absatz. Es ist möglich, dass ein Bus an einen anderen Bus angeschlossen wird und die Verantwortung für die Weiterleitung von Daten über diesen Bus übernimmt. Dies sind „PCI-PCI-Brücken“-Geräte, falls Sie sie jemals im Windows-Geräte-Manager oder gesehen haben lspci.

Answer 2

hier ist ein Bild vonArs Technicadas ist vielleicht klarer

Answer 3

In jedem Computer gibt es nur 3 „Busse“: Daten, Adresse und Steuerung. Das ist alles. Das ist eine sehr vereinfachte Top-Down-Darstellung. Daten- und Adressbusse sind ziemlich offensichtlich und relativ einfach. Der Steuerbus kann jedoch sehr kompliziert werden, da er so ziemlich alles andere beinhaltet, einschließlich (und wahrscheinlich insbesondere) das Timing.

Was ich hier sehe, ist ein grundlegendes Systemdiagramm. Bestimmte Dinge im System sind für bestimmte Ressourcen/Prozesse verantwortlich. Wie zu erwarten, steht die CPU ganz oben auf dem Stapel und ist für so ziemlich alles verantwortlich. Direkt darunter (in der Hierarchie) befindet sich die North Bridge, die Video und RAM direkt steuert. Die North Bridge steuert die South Bridge indirekt über den PCI-„Bus“ sowie LAN- und SCSI-Systeme. Die South Bridge steuert jedoch direkt ISA-, USB- und IDE-Geräte. Wenn Sie also Daten auf einem IDE-Laufwerk abrufen möchten, geht Ihre CPU über die North Bridge, die diese dann über den PCI-Bus anfordert, wo die South Bridge wiederum die IDE-Ressource erhält, um sie bereitzustellen (oder genauer gesagt, die South Bridge teilt dem IDE-Gerät mit, wann die Informationen auf dem Adress-/Datenbus abgelegt werden sollen – über den die CPU tatsächlich die Kontrolle hat).

Sie machen es wahrscheinlich unnötig kompliziert. Die CPU ist immer noch das Herzstück eines jeden Computers. Daher ist Ihr Diagramm ein schreckliches Beispiel für die tatsächlich verwendeten „Busse“. Tatsächlich könnte das gesamte Diagramm als Beschreibung des Steuerbusses angesehen werden – und nur des Steuerbusses. Es ist eine hervorragende visuelle Darstellung dessen, was bestimmte Untersysteme tun und sogar was bestimmte Ressourcen direkt steuert, aber es gibt absolut keinen Hinweis darauf, was tatsächlich fest verdrahtet wird oder wie ein ganzer Computer zumindest in Bezug auf die Busstruktur wirklich funktioniert.

Answer 4

1. Die Northbridge verbindet die Southbridge mit der CPU, daher gibt es keinen direkten Bus zwischen der CPU und dem SB.
2. Die meisten dieser „Busse“ haben ihre eigenen, selbsterklärenden Namen, wie ISA-Bus, PCI-Bus usw. Andere sind weniger offensichtlich, wie der LPC-Bus, der die meisten Geräte mit geringer Bandbreite mit dem SB und somit der CPU verbindet (z. B. den Super I/O-Controller, das BIOS usw.).
3. Nein, dieser „Bus“ existiert nicht wie beschrieben. Aber im Szenario einer Kommunikation mit den Geräten in der unteren Hälfte des Diagramms müssen die Daten über den „Bus“ von der CPU zur Northbridge (ich zitiere „Bus“, weil die NB in ​​die CPU integriert sein kann) und dann wieder über einen typischen PCI-Bus zum SB und umgekehrt für den Hin- und Rückweg übertragen werden.
4. Diese Frage lässt sich nicht eindeutig beantworten, da die Prozessoren heutzutage immer komplexer werden und daher unterschiedliche Ansätze für den Speicher-, Bus- und Cache-Zugriff verfolgen. Die meisten modernen Prozessoren verfügen über integrierte Speichercontroller, sodass für DMA keine Kommunikation mit der Northbridge erforderlich ist. Beispielsweise kommunizieren die neuen Prozessoren von Intel mit dem QPI-Bus mit einem Chip, der einer herkömmlichen Northbridge ähnelt, außer dass er keinen Speichercontroller besitzt und über den QPI-Bus mit der CPU kommuniziert, der den herkömmlichen Front Side Bus (FSB) ersetzt.

Ich denke, dieses Bild aus dem Wiki könnte für Sie eine nützlichere Eselsbrücke zum Lernen sein:http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/Motherboard_diagram.svg(SVG-Dateien können nicht eingebettet werden).