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《全方位講述帶寬概念》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、全方位講述帶寬概念在各類電子設(shè)備和元器件中，我們都可以接觸到帶寬的概念，例如我們熟知的顯示器的帶寬、內(nèi)存的帶寬、總線的帶寬和網(wǎng)絡(luò)的帶寬等等；對這些設(shè)備而言，帶寬是一個非常重要的指標(biāo)。不過容易讓人迷惑的是，在顯示器中它的單位是MHz,這是一個頻率的概念；而在總線和內(nèi)存中的單位則是GB/s,相當(dāng)于數(shù)據(jù)傳輸率的概念；而衣通訊領(lǐng)域，帶寬的描述單位乂變成了MHz、GHz……這兩種不同單位的帶寬表達(dá)的是同一個內(nèi)涵么？二者存在哪些方而的聯(lián)系呢？本文就帶你走入精彩的帶寬世界。帶寬的兩種概念如果從電子電路角度出發(fā)，帶寬(Bandwidth
2、)本意指的是電子電路中存在一個固有通頻帶,這個概念或許比較抽象，我們有必要作進(jìn)一步解釋。人家都知道，各類復(fù)雜的電子電路無一例外都存在電感、電容或相當(dāng)功能的儲能元件，即使沒有采用現(xiàn)成的電感線圈或電容，導(dǎo)線自身就是一個電感，而導(dǎo)線與導(dǎo)線之間、導(dǎo)線與地之間便可以組成電容——這就是通常所說的雜散電容或分布電容；不管是哪種類型的電容、電感，都會對信號起著阻滯作用從而消耗信號能量，嚴(yán)重的話會影響信號品質(zhì)。這種效應(yīng)與交流電信號的頻率成止比關(guān)系，當(dāng)頻率高到一定程度、令信號難以保持穩(wěn)定時，整個電子電路自然就無法正常工作。為此，電子學(xué)上就提
3、出了“帶寬”的概念，它指的是電路可以保持穩(wěn)定工作的頻率范圍。而屬于該體系的有顯示器帶寬、通訊/網(wǎng)絡(luò)中的帶寬等等。而第二種帶寬的概念大家也許會更熟悉，它所指的其實是數(shù)據(jù)傳輸率，警如內(nèi)存帯寬、總線帶寬、網(wǎng)絡(luò)帶寬等等，都是以“字節(jié)/秒”為單位。我們不淸楚從什么時候起這些數(shù)據(jù)傳輸率的概念被稱為“帶寬”，但因業(yè)界與公眾都接受了這種說法，代表數(shù)據(jù)傳輸率的帶寬概念非常流行，盡管它與電子電路中“帶寬”的本意相差很遠(yuǎn)。對于電子電路中的帶寬，決定因素在于電路設(shè)計。它主要是由高頻放大部分元件的特性決定,而高頻電路的設(shè)計是比較因難的部分，成本也
4、比普通電路要高很多。這部分內(nèi)容涉及到電路設(shè)計的知識，對此我們就不做深入的分析。而對于總線、內(nèi)存中的帶寬，決定其數(shù)值的主要因素在于工作頻率和位寬，在這兩個領(lǐng)域，帶寬等于工作頻率與位寬的乘枳，因此帶寬和工作頻率、位寬兩個指標(biāo)成正比。不過工作頻率或位寬并不能無限制提高，它們受到很多因素的制約，我們會在接下來的總線、內(nèi)存部分對其作專門論述。二、總線中的帶寬在計算機(jī)系統(tǒng)中，總線的作用就好比是人體中的神經(jīng)系統(tǒng)，它承擔(dān)的是所有數(shù)據(jù)傳輸?shù)穆氊?zé),而各個子系統(tǒng)I'可都必須籍由總線才能通訊，例如，CPU和北橋間有前端總線、北橋與顯卡間為AGP
5、總線、芯片組間有南北橋總線，各類擴(kuò)展設(shè)備通過PCI、PCI-X總線與系統(tǒng)連接；主機(jī)與外部設(shè)備的連接也是通過總線進(jìn)行，如目前流行的USB2.0、IEEE1394總線等等，一句話，在一部計算機(jī)系統(tǒng)內(nèi)，所有數(shù)據(jù)交換的需求都必須通過總線來實現(xiàn)！按照工作模式不同，總線可分為兩種類型，一?種是并行總線，它在同一時刻町以傳輸多位數(shù)據(jù)，好比是一條允許多輛車并排開的寬敞道路，而且它還有雙向單向Z分；另一種為串行總線，它在同一時刻只能傳輸-個數(shù)據(jù)，好比只容許一?輛車行走的狹窄道路，數(shù)據(jù)必須一個接一個傳輸、看起來仿佛一個長長的數(shù)據(jù)串，故稱為“
6、串行”。并行總線和串行總線的描述參數(shù)存在一-立差別。對并行總線來說，描述的性能參數(shù)有以下三個：總線寬度、時鐘頻率、數(shù)據(jù)傳輸頻率。其中，總線寬度就是該總線可同時傳輸數(shù)據(jù)的位數(shù)，好比是午道容許并排行走的午輛的數(shù)量；例如，16位總線在同一時刻傳輸?shù)臄?shù)據(jù)為16位,也就是2個字節(jié)；而32位總線可同時傳輸4個字節(jié)，64位總線可以同時傳輸8個字節(jié)……顯然，總線的寬度越大，它在同一時刻就能夠傳輸更多的數(shù)據(jù)。不過總線的位寬無法無限制增加。吋鐘頻率和數(shù)據(jù)傳輸頻率的概念在上一期的文章中有過詳細(xì)介紹，我們就不作贅述。總線的帶寬指的是這條總線在單
7、位時間內(nèi)可以傳輸?shù)臄?shù)據(jù)總量，它等于總線位寬與工作頻率的乘積。例如，對于64位、800MHz的前端總線，它的數(shù)據(jù)傳輸率就等于64bitX800MHz8（Byte）=6.4GB/s；32位、33MHzPCI總線的數(shù)據(jù)傳輸率就是32bitX33MHz4-8=133MB/s,等等，這項法則可以用于所冇并行總線上面一一看到這里，讀者應(yīng)該明白我們所說的總線帶寬指的就是它的數(shù)據(jù)傳輸率，其實“總線帶寬”的概念同“電路帶寬”的原始概念已經(jīng)風(fēng)馬牛不相及対串行總線來說，帶寬和工作頻率的概念與并行總線完全相同，只是它改變了傳統(tǒng)意義上的總線位寬的
8、概念。在頻率相同的情況下，并行總線比申行總線快得多，那么，為什么現(xiàn)在各類并行總線反而要被串行總線接替呢？原因在于并行總線雖然一次可以傳輸多位數(shù)據(jù)，但它存在并行傳輸信號間的干擾現(xiàn)象，頻率越高、位寬越人，干擾就越嚴(yán)重，因此要大幅提高現(xiàn)有并行總線的帶寬是非常困難的;而串行總線不存在這個問題，總線頻率可以人幅向上提升,這樣串
